Freiburger Forscher erzielen Solarzellen-Weltrekord

Forscher des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) haben erstmals die 20%-Wirkungsgrad-Marke bei multikristallinen Solarzellen überschritten. Oliver Schultz, Physikdoktorand in der von Stefan Glunz geleiteten Gruppe für hoch effiziente Silicium-Solarzellen, ist es in zweijähriger Arbeit gelungen, einen Prozess zu entwickeln, der eine teilweise »Deaktivierung« problematischer Defekte erlaubt.  „Der Trick dabei ist, die Temperaturen im Herstellungsprozess […]

Forscher des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) haben erstmals die 20%-Wirkungsgrad-Marke bei multikristallinen Solarzellen überschritten. Oliver Schultz, Physikdoktorand in der von Stefan Glunz geleiteten Gruppe für hoch effiziente Silicium-Solarzellen, ist es in zweijähriger Arbeit gelungen, einen Prozess zu entwickeln, der eine teilweise »Deaktivierung« problematischer Defekte erlaubt.  „Der Trick dabei ist, die Temperaturen im Herstellungsprozess der Solarzelle so zu wählen, dass sich die elektrischen Eigenschaften des multikristallinen Siliciums verbessern und gleichzeitig eine hocheffiziente Solarzellenstruktur aufgebaut wird“, so Schultz. Auf diese Weise wurden die für eine hoch effiziente Solarzellenstruktur benötigten hohen Temperaturen in Einklang gebracht mit denen für das Material „akzeptablen“ und im industriellen Fertigungsprozess machbaren Temperaturen.

Neues Verfahren für Rückseitenkontake

Eine weitere wichtige Rolle für das Erreichen des Ziels spielt das ebenfalls am Fraunhofer ISE entwickelte und patentierte Verfahren für die Rückseitenkontaktierung der Solarzelle. Bei der so genannten LFC-Technik – LFC steht für Laser-Fired Contacts – handelt es sich um ein kostengünstiges Verfahren, das die ideale Möglichkeit bietet, hohes Wirkungsgradpotenzial mit niedrigen Herstellungskosten zu verbinden. Die bisher notwendigen teuren und langsamen Photolithographieschritte auf der Rückseite entfallen. Das LFC-Verfahren ist bereits heute in die industrielle Fertigung übertragbar. Bei der hocheffizienten Vorderseitenstruktur stehen hierfür noch Entwicklungsschritte an. „Wir sind besonders stolz darauf, diese auch psychologisch wichtige Schallmauer als erste durchbrochen zu haben“, so Gerhard Willeke, Leiter der Abteilung Solarzellen.

Heute werden 55% aller Solarzellen weltweit aus multikristallinem Silicium gefertigt. Im Unterschied zu monokristallinem Silicium, dessen Marktanteil bei knapp 35% liegt, ist das multikristalline Material zwar kostengünstiger, weist aber wesentlich mehr Defekte wie Korngrenzen oder Versetzungen auf. Aus diesem Grunde musste sich die Photovoltaik-Branche bislang mit Wirkungsgraden unter 20% begnügen, während Solarzellen aus monokristallinem Silicium diese Hürde schon vor 20 Jahren genommen haben.

01.07.2004   Quelle: Fraunhofer ISE

Beliebte Artikel

Schließen