Fraunhofer Institut baut neue Solarzellen

Höhere Leistung und geringere Kosten bei Solarzellen verspricht eine neue Methode zur Rückseitenkontaktierung, die das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE im Oktober auf der Europäischen Photovoltaik-Konferenz in München der wissenschaftlichen Welt vorstellen will. „Zwischen Laborzellen mit Wirkungsgraden über 20 Prozent und kommerziellen Solarzellen klafft immer noch eine große Lücke“, beschreibt Projektleiter Ralf Preu die Ausgangslage. „Viele Fertigungsschritte, die bei Hochleistungssolarzellen für Rekordleistungen sorgen, sind für die Massenproduktion zu aufwändig. Bei der Rückseitenkontaktierung haben wir jetzt ein neues Verfahren gefunden, das besser und billiger zugleich ist.“

Herkömmliche Solarzellen haben auf der ganzen Rückseite eine Metallschicht als elektrischen Kontakt. Das sei einfach herzustellen, bringe aber Verluste: Dort, wo das Metall die Solarzelle berührt, werde die Stromausbeute reduziert. Bei Laborzellen verhindere eine isolierende Schutzschicht zwischen Metall und Solarzelle diesen Effekt. Nur an einigen Punkten sorgten Öffnungen in der Schutzschicht für den nötigen elektrischen Kontakt mit dem Metall.

Bisher war die Herstellung dieser Punktkontakte ein langwieriger Prozess. Die Fraunhofer Forscher fanden jetzt einen einfacheren Weg, den Ralf Preu so erläutert: „Wir beschichten ganzflächig mit der Schutzschicht und darüber mit Metall. Dann ‚feuern‘ wir mit einem Laser an einigen Punkten das Metall durch die Schutzschicht durch. Das geht schnell und kann direkt in die Serienfertigung übertragen werden.“ Was so einfach klingt, sei das Ergebnis einer jahrelangen Optimierung. Mit einem Patent bereiten die Forscher die praktische Nutzung vor. „Wir rechnen mit einer breiten Umsetzung in etwa zwei Jahren“, meint Ralf Preu.

Die neuen „Laser Fired Contacts“ werden aber nicht nur herkömmliche Solarzellen verbessern. Sie sind auch eine wesentliche Voraussetzung für die künftigen dünnen Solarzellen, die weitere Kostensenkungen bringen werden: Durch hohe innere Reflexion werden dünne Solarzellen optisch „dicker“ und können so genauso viel Licht verschlucken wie herkömmliche Zellen. Das Verfahren arbeitet bei niedrigen Temperaturen. Dadurch verbiegen sich auch dünne Solarzellen nicht.

Auf der 17th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition in München wird das Fraunhofer ISE noch zwei andere Beiträge vorstellen, die langfristig zur Verbilligung von Solarstrom führen können: Zum einen die industrienahe Herstellung dünner Siliziumschichten mit einer kontinuierlichen Durchlauf-CVD-Anlage. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert die Gemeinschaftsentwicklung mit der Firma Centrotherm. Zum anderen hocheffiziente Solarzellen für Konzentratorsysteme, die durch Konzentration der Solarstrahlung nur sehr kleine Solarzellenflächen benötigen. Auch dieses Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert.

Kontakt:
Projektleiter Ralf Preu, Fraunhofer ISE, Tel.: 0761/45885260 (günstigsten Tarif anzeigen)