Mit Lasern Solarzellen schneller herstellen
Neues Verfahren für kostengünstige und effiziente Siebdrucksolarzellen.
Bis eine Solarzelle ausgeliefert werden kann, durchläuft sie umfangreiche Bearbeitungsprozesse. Beispielsweise müssen kleine Mengen Fremdatome gezielt an den richtigen Stellen eingebracht werden, um einen Stromfluss zu ermöglichen. Das BINE-Projektinfo „Solarzellen mit Laser bearbeiten“ (08/2015) stellt ein neues Herstellungsverfahren für Silizium-Solarzellen vor. Dabei setzt ein Laser in einem Arbeitsgang 100.000 Kontaktpunkte auf der Rückseite von Siebdrucksolarzellen. Bisherige Verfahren benötigten dazu mehrere Schritte und dazu noch umweltbelastende Chemikalien.
Der Laser wird eingesetzt, um auf der Rückseite von Silizium-Solarzellen die notwendigen Kontakte herzustellen. Dort befindet sich eine Passivierungsschicht. Die soll während der Bearbeitung möglichst unversehrt bleiben, um die elektrische und optische Leistungsfähigkeit der Zelle zu gewährleisten. Das Laserverfahren ermöglicht es, jeden Quadratzentimeter dieser Schicht mit 400 Kontaktpunkten schonend zu durchlöchern, um die aktiven Schichten der Zelle miteinander zu verbinden. Dies erfolgt sehr präzise und sekundenschnell. Der Wirkungsgrad der so produzierten Zellen liegt über 20 %. Das Verfahren wurde erfolgreich in die Serienproduktion eines Herstellers integriert.
Das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (FhG-ISE) hat das neue Laserverfahren gemeinsam mit Partnern entwickelt. Drei Mitarbeiter des Instituts erhielten für diese Entwicklung 2014 den ersten Preis des internationalen „Innovation Award Laser Technology“ zuerkannt. In einem weiteren Projekt setzten die Wissenschaftler ebenfalls ein laserbasiertes Strukturierungsverfahren ein. Hierbei konnte der Rekordwirkungsgrad von 21,7% für industriell produzierte PERC-Zellen erreicht werden.
