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:: Signifikante Steigerung des Wirkungsgrads auf mono- und multikristallinen Solarzellen

+ 29.09.2012 + Manz erhöht Wirkungsgrad kristalliner Solarmodule mit neuer Vakuum-Beschichtungsanlage zur Herstellung von Zellen der nächsten Generation.

Die Manz AG steigt mit einem voll automatisierten System zur Vorder- und Rückseitenbeschichtung in den Markt für Vakuumbeschichtungsanlagen zur Produktion kristalliner Solarzellen ein. Die PECVD-Anlage VCS 1200 beschichtet die Vorder- und Rückseite der Siliziumwafer in einer vertikalen Position bei einem Durchsatz von bis zu 1.200 Wafern pro Stunde.

 

Die Passivierung wird in einer plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (plasma enhanced chemical vapour deposition, PECVD) erreicht und kann auch in bereits bestehende Linien integriert werden.

 

Das System zeichnet sich durch bestmögliche Schichteigenschaften aus – sowohl bei Siliziumnitrid- als auch bei Aluminiumoxidschichten. Zudem lässt sich der typischerweise verwendete Schichtstapel in einem Schritt herstellen. Die gleichzeitige Reduzierung der Produktionskosten trägt maßgeblich dazu bei, die Herstellung von hocheffizienten Solarzellen der nächsten Generation wieder wirtschaftlich zu machen, so Manz.

 

Ermöglicht wird dieser Schritt durch die zum Patent angemeldete Hochleistungsplasmaquelle der VCS 1200, die neben den optimalen Schichteigenschaften auch zu einer hohen Reproduzierbarkeit der Beschichtung beiträgt. Diese erfolgt dank dem innovativen Carrier-Konzept – ebenfalls zum Patent angemeldet – zudem vollkommen abschattungsfrei.

 

Die von anderen Herstellern bekannten Abdrücke (Pin-Marks) durch das mechanische Fixieren und der damit verbundene Qualitätsverlust gehören somit der Vergangenheit an. Die hohe Homogenität der Oberfläche wird durch das neuartige Konzept der Prozess-Station sowie die vertikale Position während des Beschichtungsvorgangs gewährleistet. Auf diese Weise werden darüber hinaus Defekte vermieden, die bei herkömmlichen Maschinen durch Partikelablagerungen vor oder während der Beschichtung entstehen können.

 

Umfassendes Technologieportfolio für höchsten Wirkungsgrad

Die Passivierung der Solarzellenrückseite mit Aluminiumoxid hat zwei große Vorteile. Erstens reflektiert die Schicht die Photonen im langwelligen Bereich zurück in die Zelle und erhöht somit die Lichtausbeute. Zweitens erhöht Aluminiumoxid die Lebensdauer der generierten Ladungsträger in der Zelle und führt somit zu einer Steigerung von Strom und Spannung. Beide Aspekte steigern den Wirkungsgrad der Solarzelle.

 

Die Rückseitenpassivierung einer PERC-Solarzelle (englisch: passivated emitter and rear cell) erfolgt in drei Schritten: Der Wafer wird zunächst einseitig nasschemisch poliert. Anschließend erhält er eine Beschichtung aus Aluminiumoxid mit einer Siliziumnitrid-Deckschicht mittels PECVD. Zum Schluss wird der dielektrische Schichtstapel mit einem Laser geöffnet, um die Rückseite des Wafers lokal kontaktieren zu können.

 

Manz deckt alle diese Prozessschritte mit eigenentwickelten Technologien ab und ist darüber hinaus als einziger Anbieter auch in der Lage seinen Kunden weitere effizienzsteigernde Prozesse, wie zum Beispiel den Manz One Step Selective Emitter oder den Hochpräszisionsdrucker HAP 2400, anzubieten. Die einzelnen Schritte sind dadurch bestmöglich aufeinander abgestimmt; dies führt sowohl zu einer signifikanten Erhöhung von Durchsatz und Effizienz in der Produktion als auch des Wirkungsgrads der Zellen.

 

Profitabilität für bestehende Produktionslinien

Die neue Vakuumbeschichtungsanlage VCS 1200 wurde von der 2010 gegründeten Manz Coating GmbH entwickelt. Geschäftsführer Mathias Höfler: „Die sehr kurze Zeit bis zur Markteinführung ist das Resultat der geballten Technologiekompetenz unserer 50 hochspezialisierten Ingenieure am Standort Karlstein. Mit dieser Anlage schließen wir die noch offene Lücke hin zum Komplettanbieter für alle wichtigen Technologieschritte der Zellproduktion.“

 

Manz hat die Anlage so konzipiert, dass sie problemlos in bereits existierende Produktionslinien integriert werden kann. Für Zellhersteller ergibt sich damit eine sehr gute Möglichkeit, die Profitabilität wieder zu steigern. Dieter Manz, Gründer und CEO der Manz AG, ergänzt: „Jeder kennt die derzeitigen Schwierigkeiten der Photovoltaikbranche: Alle Zellenhersteller müssen deshalb die Kosten per Watt weiter senken. Unsere kompakte PECVD-Anlage bietet eine perfekte Lösung durch niedrigste Investitions- und Betriebskosten.“

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