{"id":67581,"date":"2021-01-27T10:00:56","date_gmt":"2021-01-27T09:00:56","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=67581"},"modified":"2021-02-07T09:50:49","modified_gmt":"2021-02-07T08:50:49","slug":"durchbruch-bei-plasma-atombeschichtung-fuer-solarzellen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/durchbruch-bei-plasma-atombeschichtung-fuer-solarzellen\/","title":{"rendered":"Durchbruch bei Plasma-Atombeschichtung f\u00fcr Solarzellen"},"content":{"rendered":"\n
Das niederl\u00e4ndische Startup SALD BV will Solarzellen, Optik und Verpackungsfolien mit Schichten so d\u00fcnn wie ein Atom beschichten.<\/p>\n\n\n\n
Das Technologie-Startup SALD BV (Eindhoven) hat ein neuartiges Verfahren entwickelt, um dreidimensionale atomare Beschichtungen („Spatial Atomic Layer Deposition“, kurz SALD) in industriellem Plasma herzustellen. Die Methode mit der Bezeichnung „Plasma Enhanced SALD“ (PE-SALD) stellt einen Durchbruch dar, indem sie der industriellen Nutzung der SALD-Technologie in der Massenproduktion den Weg ebnet. <\/p>\n\n\n\n
Durch das Auftragen der Atombeschichtungen in einer Plasmaumgebung wird der industrielle Einsatz stark vereinfacht, weil die technischen Prozesse ab Raumtemperatur ablaufen k\u00f6nnen. Dadurch wird die SALD-Nutzung um ein Vielfaches kosteng\u00fcnstiger, wodurch die industrielle Anwendung etwa in der Halbleiterfertigung, der Solarzellenproduktion, bei optischen Linsen und in der Verpackungsindustrie vorangetrieben wird. <\/p>\n\n\n\n
Als Beispiele nennt die SALD BV deutlich effizientere Solarzellen, verbesserte optische Filter und Anti-Reflektionsbeschichtungen, robustere Displays f\u00fcr Smartphones und hauchd\u00fcnne Verpackungsfolien, die sich r\u00fcckstandsfrei entsorgen lassen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n
„From Lab to Fab“ (vom Labor in die Fabrik)<\/h5>\n\n\n\n
„Seit Jahrzehnten tr\u00e4umen Fertigungsingenieure davon, SALD in der Produktion einzusetzen. Jetzt \u00fcberschreiten wir diese Schwelle und bringen die atomare Beschichtungstechnologie aus dem Labor in die Industrie, also from Lab to Fab“, erkl\u00e4rt Frank Verhage, CEO der SALD BV, stolz. PE-SALD hat seine Wurzeln in der ALD-Entwicklung. Bei ALD handelt es sich um das Ursprungsverfahren „Atomic Layer Deposition“, mit dem sich eine Schicht von der Dicke eines einzelnen Atoms (etwa 1,1 Angstr\u00f6m bzw. 0,00000011 Millimeter) auftragen l\u00e4sst.<\/p>\n\n\n\n
Beim SALD-Verfahren (das „S“ steht f\u00fcr „spatial“, also r\u00e4umlich) wird ein Tr\u00e4germaterial dreidimensional mit mehreren atomd\u00fcnnen Schichten \u00fcberzogen. Mit jeder Schicht lassen sich jeweils andere Materialien aufbringen, so dass es zu chemischen Reaktionen der Substanzen kommt. Bei den Oberfl\u00e4chenmaterialien kann es sich beispielsweise um Metalle, Oxide, Nitride, Sulfide, Fluoride oder andere Stoffe handeln. Durch die Vielzahl der m\u00f6glichen Kombinationen ergibt sich ein beinahe unendliches Funktionsspektrum, je nachdem, welche Materialien in welcher Reihenfolge und in wie vielen Schichten aufgetragen werden. In dem dreidimensionalen Multilayerverfahren lassen sich auf beinahe beliebigen Oberfl\u00e4chen funktional v\u00f6llig unterschiedliche Substanzen, komplexe Verbindungen, Polymere und hybride organische und anorganische Materialien erzeugen.<\/p>\n\n\n\n
Kleiner als Apples neueste Chipgeneration<\/h5>\n\n\n\n
Daraus resultiert das extrem breite industrielle Einsatzfeld der SALD-Technologie von der Chipfertigung \u00fcber Batteriezellen, Solarpanels, Textilien, Membranen und Medizinprodukte bis hin zu hauchd\u00fcnnen rei\u00dffesten Folien f\u00fcr Verpackungen in der Lebensmittel- und Konsumg\u00fcterindustrie. Trotz der hohen Funktionalit\u00e4t sind die entstehenden Oberfl\u00e4chen extrem d\u00fcnn: Neun aufeinander aufgebrachte Schichten besitzen eine Dicke von etwa 1 Nanometer (0,000001 Millimeter), sind also immer noch f\u00fcnfmal kleiner als etwa die Chipstrukturen in Apples neuester Prozessorgeneration.<\/p>\n\n\n\n
Plasma macht den Unterschied<\/h5>\n\n\n\n
Durch die Plasmaumgebung kann die Fertigung der Nanobeschichtungen bei atmosph\u00e4rischem Druck und Raumtemperaturen ab 25 Grad Celsius erfolgen. Bislang war f\u00fcr die industrielle Fertigung derart d\u00fcnner Oberfl\u00e4chenstrukturen eine Produktionstemperatur von mindestens 150 Grad Celsius erforderlich. Dank der Absenkung k\u00f6nnen neue Stoffe als Tr\u00e4germaterial zum Einsatz gelangen, so dass sich v\u00f6llig neue Anwendungsgebiete erschlie\u00dfen lassen und der SALD-Einsatz in mehr Industriezweigen m\u00f6glich ist.<\/p>\n\n\n\n
Unter anderem stie\u00df die Technologie bislang beim Auftragen von Siliziumdioxid (Silicia, SiO2) auf Hindernisse, es sei denn, ein spezieller Siliziumausgangsstoff wurde in Kombination mit einem bestimmen Reaktionspartner (Co-Reaktanten) verwendet. Diese Einschr\u00e4nkung wird mit dem neuartigen „Plasma Enhanced SALD“-Verfahren (PE-SALD) vollst\u00e4ndig \u00fcberwunden, weil das Plasma hochreaktive Gase wie Ozon, atomaren Sauerstoff und Stickoxid erzeugen kann, die beim SALD-Prozess als Reaktionspartner fungieren. Dar\u00fcber hinaus erm\u00f6glicht PE-SALD die Herstellung hauchd\u00fcnner Beschichtungen aus Edelmetallen wie Silber und Platin sowie Metallnitriden. Beim neuen PE-SALD-Verfahren arbeitet die SALD BV eng mit der Softal Corona & Plasma GmbH in Hamburg zusammen, die seit \u00fcber 60 Jahren als weltweite Spezialfirma f\u00fcr die Oberfl\u00e4chenbehandlung aktiv ist.<\/p>\n\n\n\n
Revolution f\u00fcr die Solarindustrie<\/h5>\n\n\n\n
„Plasmasysteme sind \u00e4u\u00dferst robust und arbeiten rund um den Globus im 24\/7-Betrieb in gro\u00dfen Produktionsanlagen“, erl\u00e4utert SALD-Chef Frank Verhage: „Die Einbindung der SALD-Technologie in diese Fertigungsprozesse stellt einen Durchbruch f\u00fcr den industriellen Einsatz dar.“<\/p>\n\n\n\n