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Fast and novel manufacturing technologies for thin multicrystalline silicon solar cells - (FANTASI)

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Kostenreduzierung bei der Verwendung von Solarzellen - nicht mehr nur FANTASI

Während des FTE-Projekts FANTASI wurden neuartige polykristalline Dünnschicht-Silicium-Solarzellen entwickelt, die trotz geringerer Herstellungskosten einen wettbewerbsfähigen Wirkungsgrad aufweisen.

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Die Kosten stellen weiterhin eines der größten Hindernisse bei einer umfassenderen Verwendung von Solaranlagen zur umweltfreundlichen und nachhaltigen Elektrizitätserzeugung dar. Im Rahmen des Fünften Rahmenprogramms wurden umfangreiche Forschungsmittel bereitgestellt, um die Erforschung neuer Technologien voranzutreiben, mit denen die Herstellungskosten von Solarzellen reduziert werden können. Während des FANTASI-Projekts wurde die vielversprechende Technologie der Dünnschicht-Solarzellen untersucht, deren Herstellung deutlich weniger rohstoffintensiv ist. Die Herausforderung hierbei bestand darin, den nicht wettbewerbsfähigen Wirkungsgrad dieser Solarzellen zu verbessern. Um dies zu erreichen, wurden vom IMEC, einem belgischen Forschungszentrum mit bemerkenswerter Erfahrung auf dem Gebiet der Herstellung von Solarzellen, eine Reihe von Fortschritten, die im Verlaufe des FANTASI-Projekts gemacht wurden, bei der Herstellung von Solarzellen umgesetzt. Das herkömmliche Siebdruckverfahren wurde durch die isotrope Texturierung, die Emitterdiffusion, die Entfernung parasitärer Kontaktstellen, die dielektrische Antirefraktionsbeschichtung (ARC, Anti-Refractive Coating) und die Passivierung sowie die Metallisierung im Siebdruckverfahren erweitert. Nachdem jeder dieser eben genannten Prozesse individuell optimiert wurde, versuchte das IMEC, diese Verfahren so miteinander zu kombinieren, dass das bestmögliche Gesamtergebnis erzielt wurde. Hierbei mussten die belgischen Ingenieure Probleme bezüglich auftretender Versetzungen und einer unerwünschten Krümmung der Wafer lösen. Diese Probleme konnten durch die Verwendung von aluminiumhaltiger Paste beseitigt werden. Durch die Anpassung der Diffusionsrate von Phosphoroxychlorid (POCL3) und einer Modifikation der Vorderseitenmetallisierung ist es dem IMEC zudem gelungen, die Empfindlichkeit der Solarzellen gegenüber dem blauen Anteil des Lichts enorm zu steigern. Als Ergebnis ihrer Forschungsarbeitsarbeit konnten sie eine polykristalline Dünnschicht-Silicium-Solarzelle mit einer Dicke von 200 Mikrometern präsentieren, die einen hervorragenden Wirkungsgrad von 16% aufwies.

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