Neues Herstellungsverfahren für monokristalline Solarzellen

An der Universität Stuttgart wurde eine völlig neue Technik für die Herstellung von dünnen Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad entwickelt. Hat man bisher mit viel Mühe und Kosten die Siliziumscheiben einzeln vom Kristallblock abgesägt, so erscheint es jetzt möglich, die dünnen Scheiben direkt vom Kristall abzulösen.Das Verfahren beruht auf einem chemischen…

An der Universität Stuttgart wurde eine völlig neue Technik für die Herstellung von dünnen Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad entwickelt. Hat man bisher mit viel Mühe und Kosten die Siliziumscheiben einzeln vom Kristallblock abgesägt, so erscheint es jetzt möglich, die dünnen Scheiben direkt vom Kristall abzulösen.

Das Verfahren beruht auf einem chemischen Trick:
Die Siliziumoberfläche wird unter Lichteinstrahlung elektrolytisch geätzt. Dabei entsteht eine leicht poröse, etwa 1,5 µm dicke Schicht. Beim nächsten Schritt wird die Lichtstärke erhöht. Dadurch entsteht unterhalb der leicht porösen eine hochporöse Schicht, die später zur Trennung dient. Als nächstes wird der Kristall auf 1000°C erhitzt. Die obere Schicht heilt aus, die Trennschicht wird dabei sehr schwach. Schließlich wird die dünne monokristalline Schicht mit einem Glasträger abgenommen und konventionell zu einer Solarzelle verarbeitet.

Der erreichte Wirkungsgrad liegt bei 14%, was bisher unerreicht ist für Dünnschichtzellen. Der Wirkungsgrad müßte theoretisch bis auf 17% anzuheben sein, so die beteiligten Solarzellen-Forscher Bergmann, Rinke und Werner. Allerdings funktioniert das Verfahren erst bei kleinen Scheiben mit 7,5cm Durchmesser. Auch das wiederholte Ablösen von Schichten wurde noch nicht vorgeführt. Trotzdem erscheint das Verfahren aus zwei Gründen sehr zukunftsweisend: Erstens benötigt man wesentlich weniger teueres Reinstsilizium. Zweitens entfällt der zeitraubende Sägeprozess.

Quelle: Physikalische Blätter Heft, 9/2000, S.51-53

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