Kostengünstigere und effektivere Solarzellen
Das Einsparpotenzial durch kristalline Siliziumleiter-Technologie (c-Si) zur Herstellung von Solarzellen ist enorm. Allerdings sollten noch verschiedene Fragen geklärt werden, u.a. wie sich der Verbrauch von Silizium reduzieren (beispielsweise durch Verwendung dünnerer Leiterplatten) und der Wirkungsgrad der Solarzellen erhöhen lässt. Viel versprechende Möglichkeiten ergeben sich aus dem Einsatz von Silizium-Heterojunction-Zellen, und zwar indem bei niedrigen Temperaturen ultradünne Siliziumschichten beidseitig auf die kristalline Siliziumsubstratplatte aufgebracht werden. Das EU-finanzierte Projekt HETSI befasste sich mit dem Entwurf, der Entwicklung und dem Test effizienterer Heterojunction-Solarzellen, die sich für die industrielle Massenfertigung eignen. Das Zelldesign beruht auf einem Emitter und einem elektrischen Rückseitenfeld (back surface field, BSF), das unter Niedrigtemperatur durch die Bildung ultradünner Siliziumschichten entsteht. Die Modellierung neuer Konzepte ist eine der Voraussetzungen für effektives Design und Entwicklung, wobei die Simulationsergebnisse der beiden verwendeten Softwareprogramme ausgezeichnet korrelierten. Die Software wurde nun aktualisiert, um auch andere Faktoren zu berücksichtigen. Durch die Entwicklung nasschemischer und Dry-Cleaning-Prozesse gelang es den Projektforschern, den Wirkungsgrad der Zellen zu erhöhen. Verglichen wurden verschiedene Beschichtungsverfahren für dotierte Metalloxide, die in der Photovoltaik zum Einsatz kommen, sogenannte transparente, leitfähige Oxide (TCO) wie z.B. Indiumzinnoxid (ITO). Die Sensitivität von ITO in Dampfhitzetests bei Solarzellen zeigte, dass Aluminiumfolie auf der Rückseite das Eindringen von Wasser verhindern kann. Die Metallisierung mit siebdruckfähigen Pasten verschiedener Hersteller unter Niedrigtemperatur zeigte, dass der Widerstand bei einem einzelnen Druckprozess zu hoch ist und dieser eventuell mehrere Male wiederholt werden muss. Getestet wurde die Metallisierung an großflächigen Solarzellen. Das HETSI-Projekt zeigte, dass der neue, c-Si-Technologie-basierte Ansatz zur Herstellung wettbewerbsfähiger Solarzellen Kosten reduzieren und die Effizienz verbessern kann. Die Ergebnisse werden auch die europäische Solarzelltechnologie wettbewerbsfähiger machen und den Arbeitsmarkt im erneuerbaren Energiesektor für eine neue, ökologisch orientierte Wirtschaft beleben.
