Photovoltaik-Forschung: Uni Stuttgart entwickelt hoch effiziente laserdotierte Rückseitenkontakt-Solarzellen im Industrieformat

Wissenschaftlern des Instituts für Photovoltaik (ipv) der Universität Stuttgart gelang es vor gut einem Jahr, laserdotierte Rückseitenkontakt-Solarzellen aus kristallinem Silizium mit einem Wirkungsgrad von fast 22 Prozent herzustellen – ein Weltrekord. Bisher lasse sich dieser Wert jedoch nur auf einer Fläche von 20 mm x 20 mm realisieren, berichten die Forscher.

Im einem neuen, vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Forschungsprojekt will das ipv solche Solarzellen nun auf einer industrierelevanten Fläche von 125 mm x 125 mm herstellen und damit für die Massenproduktion tauglich machen.

Fertigung von Rückseitenkontakt-Solarzellen in der Regel aufwändig
Standard-Siliziumsolarzellen haben auf den Vorderseiten Kontaktfinger aus Silber, die Teile der Zellen abschatten. Dadurch gelangt an diesen Stellen keine Strahlung in die Zelle, was deren Effizienz erheblich vermindert. Eine weitaus höhere Ausbeute ermöglichen Rückseitenkontakt-Solarzellen.
Dieser Solarzellentyp erfordert eine sehr feine Strukturierung der Dotierungen und Kontaktierungen auf der Rückseite, für deren Fertigung in der Regel aufwändige und teure Maskierschritte notwendig sind.

Neues Verfahren kommt ohne Maskierungsschritte aus
Um dieses Problem zu lösen, entwickelten die Forscher am ipv einen Laserprozess, mit dem es gelingt, Rückseitenkontaktzellen ohne Maskierungsschritte herzustellen. Der Laser ermögliche die Herstellung verschiedenster Dotierungen mit einer Auflösung unter drei hundertstel Millimeter, betont das Institut. Hierdurch entfallen Prozessschritte, die bisher bei der industriellen Produktion solcher Zellen nötig sind. Das Projekt „RückSi-Ska“ soll zeigen, dass sich der Zellprozess relativ rasch in die Produktion umsetzen lässt.

Prozess soll Photovoltaik-Produktionskosten senken
Das Vorhaben soll dazu beitragen, die Photovoltaik-Industrie in Deutschland neu aufzustellen. Großflächige Solarmodule mit Wirkungsgraden über 20 Prozent könnten dann zu Produktionskosten unter 50 Cent/Watt peak hergestellt werden, berichten die Forscher. Auf diese Weise werde die Produktion von höchst effizienten PV-Modulen in Deutschland kostengünstiger als die Herstellung von billigen Standard-Modulen in Fernost, die hoch subventioniert, bei niedrigeren Energie- und Lohnkosten sowie unter niedrigen Sozial- und Umweltstandards stattfinde.

06.10.2014 | Quelle: Universität Stuttgart | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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