Photovoltaik-Forschung: Verbundprojekt „SolarWinS“ lotet Wirkungsgrad-Potenzial von multikristallinen Silizium-Solarzellen aus; Erste multikristalline Blöcke am Fraunhofer ISE kristallisiert

"SolarWinS" beteiligten Forscher zunächst auf die Analyse und Optimierung des multikristallinen Materials, denn bei der Herstellung von Blöcken aus multikristallinem Silizium entstehen häufig Kristalldefekte, an die sich Verunreinigungen anlagern, dadurch wird die Solarstrom-Ausbeute und somit der Wirkungsgrad gesenkt.
Die Verunreinigungen stammen in der Regel nicht aus dem heutzutage hochreinen Silizium-Rohstoff, sondern werden während der Kristallisation kontinuierlich aus dem Ofen und dem Tiegelsystem eingetragen. In einem ersten Schritt soll daher die Kontamination während der Blockherstellung am Silicium Material Technologie und Evaluationscenter (SIMTEC) des Fraunhofer ISE in Freiburg und am Institut für Kristallzüchtung IKZ in Berlin kontrolliert und systematisch verringert werden.

Ziel: Herstellung von Silizium-Blöcken mit sehr hoher Kristallqualität in Tiegeln und Beschichtungen von hoher Reinheit
"Die heute benutzten Tiegel und Beschichtungen reichen für unsere Ziele nicht aus, weil sie eine vergleichsweise geringe Reinheit haben. Die Herausforderung besteht für uns darin, Silizium-Blöcke mit sehr hoher Kristallqualität in Tiegeln und Beschichtungen von hoher Reinheit und eventuell aus ganz anderen Materialien als heute üblich herzustellen", so Dr. Stephan Riepe, Teamleiter am SIMTEC. Erste Blöcke werden hier gegenwärtig fertig gestellt.

Solarzellen-Fertigung in Reinraumlabors des Fraunhofer ISE, der Universität Konstanz und des Instituts für Solarenergieforschung Hameln
Die Auswirkungen auf die Materialeigenschaften werden anschließend durch die weiteren Verbundpartner im Detail untersucht. Als "Nagelprobe" werden aus den Siliziumscheiben in den Reinraumlabors des Fraunhofer ISE, der Universität Konstanz und des Instituts für Solarenergieforschung Hameln Hocheffizienz-Solarzellen gefertigt, die Aufschluss über den unter optimalen Bedingungen erreichbaren Wirkungsgrad geben. Ferner verfolgen die Forscher das Ziel, grundlegende Parameter während der Kristallzüchtung zu messen. Diese sollen in rechnergestützte Modellierungen einfließen und so eine detaillierte Beschreibung der physikalischen Vorgänge während der Blockherstellung ermöglichen.

Multikristalline Solarzellen könnten mittelfristig die Leistung monokristalliner Zellen erreichen
Sollten die Ergebnisse des Verbundprojekts zeigen, dass multikristallines Silizium im Prinzip keinen anderen Limitierungen unterliegt als sein monokristallines Pendant, sollte es mittelfristig möglich sein, multikristalline Solarzellen mit einer Leistungsausbeute herzustellen, die der von monokristallinen Zellen vergleichbar ist. Dieses Ergebnis hätte große Auswirkungen auf die PV-Industrie, wie Dr. Kai Petter, Projektleiter des Verbundpartners Q-Cells SE, erläutert: "Wir erhoffen uns durch dieses Projekt Informationen über den zukünftigen Weg der Photovoltaik. Die strategische Entscheidung, den Schwerpunkt von Entwicklung und Produktion auf mono- oder multikristallines Silicium zu legen, ist von bedeutender Wichtigkeit für Investitionen und damit die langfristige Ausrichtung und Wettbewerbsfähigkeit der beteiligten Unternehmen."
Weitere Informationen sowie eine Liste aller beteiligten Institute und Unternehmen finden Sie auf der Projekthomepage www.solarwins.de.

06.06.2011 | Quelle: SolarWinS; Bild: Fraunhofer ISE | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH