Laserprozess demaskiert Solarzellen

  • 14. May 2013

Rückseiten-Solarzelle mit 22 Prozent Wirkungsgrad im Labor hergestellt.

Zwar boomt die Photovoltaik weltweit, doch ist die Situation für deutsche Hersteller von Solarzellen und -modulen kritisch. Gründe dafür sind weltweite Überkapazitäten und Hersteller aus China, die den Weltmarkt mit Modulen von circa 15 Prozent Wirkungsgrad zu Billigpreisen überschwemmt haben. Deutsche und andere europäische Hersteller können nur mithalten, wenn sie Zellen und Module mit höherem Wirkungsgrad zu konkurrenzfähigen Preisen anbieten.

Das Institut für Photovoltaik (ipv) der Universität Stuttgart hat nun auf der Jagd nach höchsten Wirkungsgraden mit möglichst einfachen Produktionsprozessen einen neuen Rekord erzielt. In einem vom Bundesumweltministerium geförderten Projekt gelang es, Zellen aus kristallinem Silizium mit nahezu 22 Prozent Wirkungsgrad herzustellen.

Das Erfolgsgeheimnis liegt in einem am Institut entwickelten Laserprozess, mit dem es gelingt, Rückseitenkontaktzellen ohne jegliche Maskierungsschritte herzustellen. Hierdurch entfällt fast die Hälfte der Prozessschritte, die bisher bei der industriellen Produktion solcher Zellen nötig sind.

Jürgen Werner, Leiter des Instituts für Photovoltaik der Universität Stuttgart: „Wir haben nunmehr 22 Prozent Zellwirkungsgrad. Jetzt müssen die 23 Prozent, vor allem aber die Umsetzung in die Industrie angegangen werden. Der Zellprozess sollte sich relativ rasch in die Produktion umsetzen lassen.“

Standard-Siliziumsolarzellen besitzen Vorderseitenkontakte aus Silber. Diese Metallfinger schatten Teile der Zellen ab und vermindern dadurch deren Effizienz. Dagegen haben Rückseitenkontakt-Solarzellen keine Kontakte auf der Vorderseite; alle Kontakte liegen auf der Rückseite. Dieser Solarzellentyp erfordert aber eine sehr feine Strukturierung der Dotierungen und Kontaktierungen der Rückseite. Für gewöhnlich sind dann zur Fertigung der feinen Strukturen aufwändige und teure Maskierschritte notwendig. Durch den Laserprozess fallen diese Schritte weg: Er ermöglicht die Herstellung verschiedenster Dotierungen mit einer Auflösung unter drei hundertstel Millimeter.

U. Stuttgart / PH

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