Fraunhofer ISE: Neues Labor zur angewandten Silizium-Materialforschung

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Mehr als 90 Prozent aller Solarzellen bestehen aus dem Halbleitermaterial Silizium. Der Engpass in der Produktion von hochreinem Silizium hat zu vielen Aktivitäten rund um dieses Ausgangsmaterial geführt. Neben der Erweiterung der Produktionskapazitäten seitens der Industrie gehen auch Photovoltaik-Hersteller und Forschung vermehrt neue Wege bei der Nutzung und Optimierung des Materials. Vor diesem Hintergrund verstärkt das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE (Freiburg) seine Aktivitäten auf dem Gebiet der Materialforschung. Ergänzt durch das neue Labor “SIMTEC – Silicium Material Technologie und Evaluationscenter” begleitet das Institut jetzt sämtliche Prozessschritte der solaren Wertschöpfungskette – vom Material bis zum Modul – mit angewandter Forschung. Das neue SIMTEC widmet sich der Silizium-Kristallisation und der Wafertechnologie sowie der kristallinen Silizium-Dünnschichttechnologie.
Dabei reicht die Bandbreite von der Arbeit mit verschiedenen Ausgangsformen des Siliziummaterials über die Kristallisation von multikristallinem Silizium, das Blocksägen und Wafering bis hin zur Epitaxie von kristallinem Silizium für Dünnschicht-Waferäquivalente – einer neuen Technologie in der Photovoltaik.

Kristallisation von Siliziumblöcken stellt Weichen für den Solarzellen-Wirkungsgrad
“Auf dem langen Weg vom Rohsilizium bis zum fertigen Solarmodul stellt die Kristallisation von Siliziumblöcken einen zentralen Arbeitsschritt dar”, so Dr. Stefan Reber, der am Fraunhofer ISE die Gruppe Kristalline Silizium-Materialien und Dünnschichtsolarzellen leitet, “hier werden quasi die Weichen für den Wirkungsgrad einer Solarzelle gestellt. Mit SIMTEC verfügen wir jetzt über die notwendige Ausstattung, um intensiv die heutigen und zukünftigen Themen auf der Materialseite zu bearbeiten”.

“Schmutziges Silizium” für billigere Solarzellen
Hierzu zählt auch die Betrachtung des kostengünstigen metallurgischen Siliziums (“schmutziges Silizium”), um dieses – nach Reduzierung seiner metallischen Verunreinigungen – für die Produktion von Solarzellen einsetzen zu können. Neben der Kristallisation und dem Sägen von Wafern befassen sich die Freiburger Forscher im SIMTEC auch mit kristalliner Silizium-Dünnschichttechnologie. Diese verspricht einen Brückenschlag zwischen den hohen Wirkungsgraden der herkömmlichen Wafertechnologie und dem geringen Materialverbrauch der Dünnschichttechnologie, bei deutlich niedrigeren Herstellkosten.
“Im neuen, 600 m2 großen Labor des SIMTEC können wir den zentral erforderlichen Prozess dieser Technologie, die kristalline Silizium-Abscheidung, in allen Aspekten bis hin zur Produktionstauglichkeit untersuchen und optimieren”, so Reber. Damit will die ISE-Arbeitsgruppe die Marktreife der Technologie, nach fast zwei Jahrzehnten Forschung und Entwicklung, in den nächsten beiden Jahren erreichen. Die Einrichtung des neuen Labors SIMTEC wird unterstützt vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU). Die Projektarbeiten werden aus Mitteln der Fraunhofer-Gesellschaft gefördert.

22.10.2008 | Quelle: Fraunhofer ISE | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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