PERC-Solarzellenproduktion: Anlagen der SCHMID Group senken Kosten und erhöhen Wirkungsgrad

Die SCHMID Group (Freudenstadt) hat den Herstellungsprozess von PERC-Solarzellen optimiert und damit den Chemikalien-Verbrauch gesenkt.

Beim SCHMID-Inline-System zur alkalischen Textur werden die Wafer von oben mit Kaliumhydroxid und Additiven beregnet und damit texturiert. Dieser Prozess verbrauche weniger Chemikalien als andere Verfahren und sorge für eine glattere Rückseite, die später in hoher Güte poliert werden könne, berichtet das Unternehmen in einer Pressemitteilung.

PERC-Technologie nutzt auch langwelliges Licht zur Stromerzeugung
Bei herkömmlichen Solarzellen durchdringt ein großer Teil des langwelligen roten Lichts die Zellen ohne Stromerzeugung. Seit Einführung der PERC-Technologie wird auch dieses Licht genutzt: Eine dielektrische Schicht an der Rückseite der Zelle reflektiert das Licht, das ohne Erzeugung von Ladungsträgern bis zur Rückseite dringt. Die Photonen erhalten so eine zweite Chance, um Strom zu erzeugen. Damit steigt der Wirkungsgrad der Solarzelle.
Um Rekombinationen auf der Rückseite zu minimieren, sollte die Oberfläche dort möglichst glatt sein. Die Oberfläche der Vorderseite sollte aber weiterhin texturiert sein. Beim Batch-Verfahren werden beide Seiten texturiert, und die Textur muss anschließend auf der Rückseite wieder entfernt werden. Das braucht jeweils viel Chemie. Beim SCHMID Inline-System hingegen werden die Wafer von oben mit Kaliumhydroxid und Additiven beregnet und damit texturiert.

Politur erfolgt mit einer alkalischen Lösung; Zinn statt Silber für Busbars
Für die Politur benutzt SCHMID statt Flusssäure und Salpetersäure eine alkalische Lösung. Das senke die Prozesskosten, da kein umweltschädliches Stickoxid mehr entstehe, das teuer entsorgt werden müsse, betont das Unternehmen.
„Wer für die Rückseiten-Busbars Zinn statt Silber einsetzt, nutzt eine weitere Stellschraube, um die Kosten zu senken und insbesondere die Ergebnisse des PERC-Verfahrens zu verbessern, da die typische Rekombinationsursache vermieden wird“, erklärt die Schmid Group. Das „SCHMID TinPad“ kann Busbars aus Zinn sowohl während der Zellproduktion nach der Metallisierung aufbringen als auch in der Modulproduktion vor dem Stringen.

Selektiver Emitter verringert die Rekombination
Mit der PERC-Technologie kann die Leistung der Solarzellen auf mehr als 21 Prozent gesteigert werden – besonders wenn ein selektiver Emitter eingesetzt wird. Bei diesem kombinierten Druck- und Ätzverfahren wird die hohe Phosphor-Dotierung auf der Zelle selektiv geätzt und nur dort erhalten, wo anschließend Kontakte aufgedruckt werden. Das verringert die Rekombination. Aktuelle Produktionsergebnisse von Kunden des Anlagenbauers SCHMID zeigen eine Steigerung des Wirkungsgrads um 0,3–0,4 %.
Um auf selektive Emitter umzustellen, müssen in die Produktionslinie nur zwei Anlagen integriert werden: Ein Inkjet-Drucker, der die Wachsmaske aufbringt, sowie eine Nassprozessanlage zum Rückätzen des Emitters und Strippen der Wachsmaske. Der Inkjet-Drucker von SCHMID erreicht einen Durchsatz von bis zu 3.300 Wafern pro Stunde. Das Wachs erstarrt direkt, sodass aufwendige Nachbehandlungen überflüssig würden. Zudem lasse sich das Wachs nach dem Ätzprozess sehr leicht strippen, betont SCHMID.

Multi Busbar Connector für die Modulherstellung
„Noch ist nicht abzusehen, welches Zellkonzept sich mittelfristig durchsetzt. Wer sich aber heute für die Herstellung von monokristallinen PERC-Zellen in einer SCHMID Produktionslinie entscheidet, kann morgen mit derselben Zell-Produktionslinie bifaziale Zellen produzieren“, heißt es in der Pressemitteilung.
Für die Modulherstellung hat SCHMID mit dem „Multi Busbar Connector“ eine Anlage im Portfolio, die runde Kupferdrähte statt flachen Bändern verwendet, um Solarzellen zu Strings zu verbinden. Die verbesserte Lichtausbeute und der niedrigere Serienwiderstand versprechen eine Leistungssteigerung von 5 W pro Standardmodul.

18.05.2016 | Quelle: SCHMID Group | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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