Photovoltaik-Produktion: Nanotech-System SOLARIS optimiert die Herstellung kristalliner Solarzellen

Oerlikon Systems präsentierte am 28. Mai 2009 zum ersten Mal SOLARIS, eine Photovoltaik-Produktionslösung, welche die Herstellung kristalliner Solarzellen stark verbessert. „Der Trick war, unsere umfangreichen Erfahrungen mit hoch produktiven Beschichtungsanlagen (CD/DVD/Blu-ray) und unsere führende Nanobeschichtungstechnologie miteinander zu verbinden“, so Andreas Dill, Leiter der Geschäftseinheit Oerlikon Systems. Dies führte zur ersten Nanotech-Maschine, die für die Massenproduktion konstruiert wurde. Das Geschäft mit kristallinen Solarzellen sei nun der erste Markt, auf den Oerlikon Systems abzielt.
Die Produktionskosten von Solarstrom hängen nicht nur von der Zelleneffizienz ab, sondern auch von der Produktivität des Herstellungsprozesses. „Wenn wir die Kosten für Solarstrom signifikant auf Netzparität reduzieren wollen, müssen wir nicht nur die Zellen selbst verbessern, sondern auch die Produktionstechnologie überarbeiten“, erklärt Dill.

Nanotechnologie zur Beschichtung der Vorder- und Rückseite von Solarzellen
Die standardisierte Fabrikationsmethode für die Herstellung von kristallinen Solarzellen basiert auf komplexen Prozessen mit hohem Bedarf an Reinigung und manueller Wartung. Im Gegensatz zu diesen traditionellen Verfahren stütze sich das SOLARIS-System auf innovative Nanotechnologie. Bei der Herstellung von Solarzellen mittels SOLARIS werden sehr dünne Siliziumnitridschichten auf die Vorderseite der Zellen aufgetragen. Die Flexibilität der Anlage erlaube jedoch auch das Beschichten der Rückseite mit unterschiedlichen Materialien. Jeder Wafer werde separat bearbeitet und beschichtet. Mit sechs Beschichtungskammern, einem speziellen Transportmechanismus und einer umfangreichen Palette von potenziellen Beschichtungsmaterialien verfügt SOLARIS laut Oerlikon nicht nur über eine hohe Flexibilität, sondern gleichzeitig über eine bisher unerreichte Produktivität. Die Maschine sei außerdem in der Lage, Standard-Waferformate von 125 mm2 bis zu 156 mm2 zu bearbeiten. Durchschnittlich werden nach Angaben des Unternehmens bis zu 1.200 Wafer pro Stunde erreicht. Der Wechsel von Substratformaten, Beschichtungsmaterialien oder Prozessen benötige weniger als eine Stunde. Ein neues System könne beim Kunden in weniger als einer Woche einsatzbereit sein.

Weniger Stellfläche, minimale Wartungsarbeiten und längere Betriebszeiten
„Mit SOLARIS haben wir zum ersten Mal modernste Nanotechnologie für die Produktion kristalliner Solarzellen angewandt“, so Dill. „Mit enormen Vorteilen für die Produzenten von Solarzellen. Erstens benötigt SOLARIS mit Abmessungen von 2 Meter x 3,3 Meter 80 Prozent weniger Stellfläche als andere Verfahren. Zweitens erfordert die automatisierte Lösung nur minimale Wartungsarbeiten. Drittens benötigt SOLARIS signifikant weniger Energie (minus 50 Prozent). Und schließlich führen weniger Wartungsarbeiten zu einer signifikante längeren Betriebszeit. Die Vorteile von SOLARIS sind offensichtlich. Es handelt sich um ein revolutionäres Konzept zur Herstellung von Solarzellen – die erste vieler ’sauberer Technologien‘, die mit diesem neuen System möglich sind”, so Dill weiter.

Nanobeschichtungstechnologie für Touch Panels, Thermoelektrik und Energiespeicher
Der erste Kunde, einer der führenden Hersteller von Solarzellen, führe zur Zeit Produktionstests mit SOLARIS durch. Zudem hätten die Entwicklungsteams bei Oerlikon weitere konkrete Anwendungen vor Augen, darunter Touch Panels (Diese Geräte werden in alles integriert, von Smart Phones bis zu PCs und Kühlschränken. SOLARIS trägt eine zentrale Leitungsschicht und anti-reflektierende Beschichtungen auf die Touchscreen-Panels auf). Ein weiteres Anwendungsfeld ist die Thermoelektrik (diese „grüne Energie“-Geräte erzeugen Elektrizität, wenn sie erwärmt werden. Die von SOLARIS aufgebrachten Dünnfilmschichten leiten sehr gut Strom, aber keine Wärme, was die Geräte in Betrieb hält). Und schließlich soll SOLARIS auch für Energiespeicher zum Einsatz kommen – eine Familie von Anwendungen, zu der hoch effiziente (kleinere und leichtere) Dünnfilmbatterien und moderne Superkondensatoren für die Energiespeicherung gehören; SOLARIS bietet Dünnfilmprozesse für alle diese Anwendungen.
Für Oerlikon Systems eröffne SOLARIS eine komplette Welt neuer moderner Nanotechnologieanwendungen, heißt es in der Pressemitteilung. „Der Start auf dem Markt für kristalline Solarzellen markiert erst den Anfang“, so Andreas Dill.

02.06.2009 | Quelle: Oerlikon Systems | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH