Solarzellen werden durch Lasertechnik besser und preiswerter

(15.10.2007) Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) und das Institut für Solarenergieforschung GmbH Hameln/Emmerthal (ISFH) arbeiten in einem Forschungsprojekt zusammen, um eine preiswertere Herstellung von Solarzellen mit höheren Wirkungsgraden zu realisieren.

Durch das Laserbohren und -strukturieren werden Solarzellen effizienter.

Die Photovoltaikindustrie hat in den letzten Jahren hohe Zuwachsraten zu verzeichnen. Um jedoch auch weiterhin erfolgreich zu sein, bedarf es laufender Verbesserung. Die wesentlichen Faktoren für ein weiteres Wachstum in dieser Branche sind Genauigkeit, schnellere Fertigungszeiten und höhere Wirkungsgrade. Daher arbeiten das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) und das Institut für Solarenergieforschung GmbH Hameln/Emmerthal (ISFH) in einem Forschungsprojekt zusammen, um eine konkurrenzfähige Massenfertigung von Solarzellen mit Hilfe der Lasertechnologie zu demonstrieren. Ziel dieses Projekts ist es, einen Herstellungsprozess mit wenig Ausschuss und insbesondere eine Reduzierung der Fertigungskosten zu realisieren. Auch neue Solarzellenkonzepte mit hohen Wirkungsgraden sollen zur Industriereife gebracht werden.

Der gegenwärtige Trend in der Solarzellenherstellung führt zu immer dünner und größer werdenden Siliciumscheiben, wodurch mit dem derzeit üblichen Siebdruckverfahren auch die Bruch- bzw. Ausschussraten zunehmen. Die Lasertechnik ist dagegen berührungsfrei und ermöglicht die Bearbeitung dünnerer und größerer Scheiben mit weniger Ausschuss. Weiterhin ist mit der Lasertechnologie ein hoher Automatisierungsgrad zu erreichen.

Es zeichnet sich heute schon ab, dass herkömmliche Solarzellen an ihre Wirkungsgradgrenzen (15% bis 17%) stoßen. Die Lasertechnologie ermöglicht neue Zellkonzepte und Verfahren, die die Solarzellen effizienter machen. Dazu gehören sowohl eine verbesserte Strukturierung als auch eine optimale Ausnutzung der Zelloberfläche. Mit Hilfe kleinster Laserbohrungen können beispielsweise die Kontakte auf die Rückseite verlegt und die zur Verfügung stehende Oberfläche um ca. 5-6% vergrößert werden. Zusätzlich wird der Wirkungsgrad der Solarzellen gesteigert, wenn die Oberfläche - durch Laserbearbeitung - eine pyramidenähnliche Struktur erhält, die die Absorption der Sonnenstrahlen erhöht.

"Ein höherer Wirkungsgrad und weniger Ausschuss könnte zu einer kleinen Revolution in der Herstellung von Solarzellen führen" sagt Dr. Andreas Ostendorf, Geschäftsführer des LZH. "Daher werden auch Konzepte für Laserbearbeitungssysteme ausgearbeitet, damit eine rasche Umsetzung der Ergebnisse in die Praxis möglich ist." Das Projekt mit einer Laufzeit bis Ende 2007 wird vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur und vom Niedersächsischen Umweltministerium gefördert.