{"id":50997,"date":"2014-10-21T00:00:00","date_gmt":"2014-10-20T22:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/politik\/solarzellenkontakte-aus-der-tube-2.html"},"modified":"2014-10-21T00:00:00","modified_gmt":"2014-10-20T22:00:00","slug":"solarzellenkontakte-aus-der-tube-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/politik\/solarzellenkontakte-aus-der-tube-2\/","title":{"rendered":"Solarzellenkontakte aus der Tube"},"content":{"rendered":"
Gemeinsam mit den Industriepartnern MERCK, HERAEUS und ASYS haben Forscher des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Solare Energiesysteme ISE neuartige Materialien und Verfahren f\u00fcr das kontaktlose Applizieren feinster, homogener Kontaktfinger entwickelt.<\/p>\n
Die sogenannte Dispens-Technologie kann problemlos in herk\u00f6mmliche Produktionslinien f\u00fcr Siliciumsolarzellen integriert werden und dort den f\u00fcr das Aufbringen der Vorderseiten-Metallkontakte \u00fcblichen Siebdruck ersetzen: der Materialverbrauch wird reduziert, die Kontakte werden d\u00fcnner und mehr Halbleiterfl\u00e4che ist dem Sonnenlicht ausgesetzt, was eine Erh\u00f6hung der Stromausbeute und somit des Wirkungsgrads um ca. 2 % relativ zur Folge hat. Auch andere Produktionsschritte in der Solarzellenfertigung lassen sich mit dem neuen Verfahren optimieren.<\/p>\n
Bei der Dispens-Technologie werden die von den Projektpartnern MERCK und HERAEUS neu entwickelten Materialien in einem kontaktlosen Druckverfahren durch feinste \u00d6ffnungen eines hochparallelen Druckkopfes auf der Solarzellenoberfl\u00e4che platziert. Bei dieser neuen, auch Extrusionsverfahren genannten Methode werden die Materialien durch sehr feine \u00d6ffnungen eines Druckkopfes gedr\u00fcckt, \u00e4hnlich wie Zahnpasta durch die Tuben\u00f6ffnung, nur dass die Forscher hier D\u00fcsendurchmesser von der Dicke eines menschlichen Haars verwenden (ca. 50 \u00b5m) und viele D\u00fcsen parallel arbeiten, um die gew\u00fcnschten Strukturen schnell zu fertigen.<\/p>\n
\u00bbAm Fraunhofer ISE steht uns mit dem Photovoltaik Technologie und Evaluationscenter PV-TEC eine hervorragende Infrastruktur f\u00fcr derartige Neuentwicklungen zur Verf\u00fcgung\u00ab, so Projektleiter Dr. Florian Clement. \u00bbHier k\u00f6nnen wir alle Schritte von der ausf\u00fchrlichen Charakterisierung des Flie\u00dfverhaltens der Medien bis hin zur Herstellung hocheffizienter Siliciumsolarzellen durchf\u00fchren. Zur Entwicklung der Druckkopf-Architektur haben wir die Fluiddynamik des Extrusionsprozesses simuliert.\u00ab Die hergestellten Dispensk\u00f6pfe konnten so in mehreren Iterationsstufen optimiert und im Anwendungslabor auf Praxistauglichkeit erprobt werden.<\/p>\n
Der Partner ASYS entwickelte unter Einbeziehung der gesammelten Erfahrungen einen Dispensautomaten, der im Fr\u00fchjahr 2014 am Fraunhofer ISE in Betrieb genommen wurde. Dieser hochflexible Automat erlaubt die Integration und Ansteuerung der entwickelten Dispensk\u00f6pfe und kann einfach in den herk\u00f6mmlichen Fertigungsprozess einer Standardsolarzelle integriert werden, um die gew\u00fcnschte Metallisierungsstruktur mit h\u00f6chster Pr\u00e4zision auf die Solarzelle aufzubringen.<\/p>\n
Mehrere hundert Solarzellen wurden bereits mit der Anlage und einem f\u00fcr die Vorderseitenmetallisierung optimierten Druckkopf metallisiert. Feinlinienkontakte mit Kontaktbreiten von weniger als 35 \u00b5m auf industriell vorprozessierten Solarzellen wurden dabei erreicht. Dies entspricht einer Verringerung der Kontaktbreite um etwa ein Drittel bei gleichbleibender Kontaktquerschnittsfl\u00e4che im Vergleich zum industriell weit verbreiteten Siebdruckverfahren. Ein Ergebnis, das die Leistungsf\u00e4higkeit dieser Technologie eindrucksvoll unterstreicht. Zudem erlaubt das neue Verfahren eine \u00e4u\u00dferst homogene Extrusion der Kontakte, so dass keine sogenannten \u00bbmesh-marks\u00ab, wie sie bei Siebdruckverfahren auftreten k\u00f6nnen, beobachtet werden.<\/p>\n
Die Dispens-Technologie des Fraunhofer ISE hat das Potenzial, herk\u00f6mmliche Druckmaschinen in der Solarzellenfertigung zu ersetzen, da nur leicht adaptierte Pasten verwendet werden, die Druckgeschwindigkeiten sogar erh\u00f6ht werden k\u00f6nnen und auch der Feuerungsprozess unver\u00e4ndert bleiben kann. Dar\u00fcber hinaus bietet sie Einsparungspotenzial im sogenannten Dualdruckverfahren, bei denen Busbar und Kontaktfinger der Solarzelle in zwei separaten Druckschritten gefertigt werden, um noch h\u00f6here Wirkungsgrade bei gleichzeitig reduzierten Silberverbrauch zu erzielen. Im Vergleich zum Siebdruck kann hier durch den kontaktlosen Druckprozess auf einen zus\u00e4tzlichen Trockenprozess nach dem Busbar-Druck verzichtet werden, so dass nass in nass gedruckt und somit ein Trockner eingespart werden kann. Das ber\u00fchrungslose Verfahren verspricht zudem bei der Verwendung d\u00fcnnerer Siliciumwafer eine geringere Ausschussrate.<\/p>\n
Solarzellenhersteller zeigen bereits gro\u00dfes Interesse an der Dispens-Technologie und stellen Testwafer zur Verf\u00fcgung, die am Fraunhofer ISE mit dem neuen System metallisiert werden. Im n\u00e4chsten Schritt ist geplant, einen noch leistungsf\u00e4higeren Druckkopf zu entwickeln und in das System zu integrieren.<\/p>\n
Die Arbeiten wurden unter dem Projektnamen \u00bbGecko\u00ab durch das Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Energie gef\u00f6rdert und von den genannten Industriepartnern mitfinanziert. Die Ergebnisse werden auf dem Metallisierungs-Workshop\u00a0\u00bbFifth Workshop on Metallization of Crystalline Silicon Solar Cells\u00ab am 20.\/21. Oktober 2014 in Konstanz vorgestellt.<\/p>\n