Forschungsprojekt „FeinPass“ verbessert Solarzellen

Spitzenwirkungsgrad bei geringen Herstellungskosten.Förderprojekt FeinPass nach dreijähriger Laufzeit erfolgreich beendet.

Günstiges Preis-Leistungs-Verhältnis durch optimierte Solarzellen. Einfache und kosteneffiziente Überführung der PERC-Technologie in die Massenproduktion.

Mit neuen Fertigungsverfahren ist es dem Forschungsprojekt FeinPass gelungen, das Preis-Leistungs-Verhältnis von kristallinen Siliziumzellen deutlich zu steigern. Das Forscherteam hat in dreijähriger Entwicklungsarbeit Maschinen konstruiert und Prozesse optimiert, mit denen effizientere Solarzellen zu niedrigeren Kosten produziert werden können. Die Verfahren sind vor allem für rückseitenpassivierte Solarzellen, sogenannte PERC konzipiert.

„Minimale Wartungskosten der hochproduktiven Maschinen bei gleichzeitig maximaler Effizienz der Solarzellen – das ist das Erfolgsrezept für die Fertigung noch günstigerer und zugleich leistungsfähigerer Solarzellen“, erklärt Dr. Florian Schwarz von der Manz Gruppe, der das Forschungsprojekt koordiniert.

Solarzellen mit 20,5 % Wirkungsgrad sollen noch besser werden

Beteiligt an diesem Projekt haben sich neben dem Hightech-Maschinenbauer der Zell- und Modulhersteller SolarWorld und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg. Mit den neuen Produktionsanlagen konnten siebbedruckte PERC Solarzellen mit einem Spitzenwirkungsgrad von 20,5% gefertigt werden. Durch weitere Prozessoptimierungen sollten in naher Zukunft noch höhere Wirkungsgrade möglich sein.

Zwei Verfahren konnte der Verbund erfolgreich bis zur Anwendungsreife entwickeln: Die beidseitige Beschichtung der Solarzelle mittels eines hoch produktiven und kosteneffizienten PECVD Beschichtungs-Tools sowie ein neuartiges Verfahren zur gezielten Abtragung und Umwandlung der Passivierungsschicht mittels Lasertechnik, die sogenannte Laserablation.

Bei der PECVD-Beschichtung stand vor allem die Produktivität der Anlagentechnik auf hohem Qualitätsniveau unter Produktionsbedingungen im Vordergrund. Das Ergebnis ist ein kompaktes Produktions-Tool, das voll automatisiert und zu geringsten Kosten die Rückseitenpassivierung sowohl auf mono- als auch auf multikristallinen Wafern ermöglicht.

Das Laser-Verfahren zur Erzeugung feiner Kontaktöffnungen in der rückseitigen Schicht konnte ebenfalls in eine hochproduktive industrietaugliche Anlagenplattform integriert werden. Deren Flexibilität hinsichtlich der Wahl der Kontaktgeometrie erlaubt die einfache Optimierung und Integration in bestehende Fertigungslinien. Dank dieser beiden für die Massenproduktion von Solarzellen konzipierten und geeigneten Verbesserungen können die neuen Hochleistungssolarzellen mehr Solarstrom zu geringeren Kosten herstellen.

Insgesamt hat das Vorhaben rund acht Millionen Euro gekostet. Gut ein Drittel davon hat die Manz AG selbst getragen. Die Hälfte des Gesamtbudgets hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Innovationsallianz Photovoltaik beigesteuert.

Insgesamt fördern das Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) und das Bundesforschungsministerium (BMBF) in der Innovationsallianz Photovoltaik Zusammenschlüsse von Herstellern, Anlagenbauern, Ausrüstern und Forschungseinrichtungen mit einem Gesamtvolumen von mehr als 100 Millionen Euro.

Auf der Internetseite www.innovationsallianz-photovoltaik.de präsentieren sich die Forscherteams und beschreiben ihre Projekte.

Quelle

Innovationsallianz Photovoltaik 2014