Erweiterte optischen Schichten für Dünnschicht-Solarzellen-Technologie
Die EU hat sich ehrgeizige Ziele für Energie und Umwelt gesetzt. Ein Hauptpfeiler ihrer Politik ist es, die Ziele der 20-20-20 Initiative im Jahr 2020 zu erreichen. Dies erfordert eine 20%ige Reduktion der Treibhausgas-Emissionen, 20%ige Erhöhung der Anteil erneuerbarer Energiequellen und 20% Steigerung der Energieeffizienz. PV-Technologie leistet einen wichtigen Beitrag zu diesen Zielen, insbesondere in mitteleuropäischen Ländern und dem Mittelmeerraum. Doch trotz beeindruckender Fortschritte in den letzten Jahren, muss die Branche weitere Kosten senken, um diese erneuerbare alternative Energie auf dem freien Markt konkurrenzfähig zu machen. Wissenschaftler arbeiten an der Optimierung der Effizienz und der Kosten vielversprechender PV-Technologien und demonstrieren die Massenproduktion anhand des EU-finanzierten Projekts HELATHIS. Das Konsortium konzentrierte sich auf optische Strategien für amorphes Silizium (a-Si) und mikrokristallines Silizium (mc-Si) - State-of-the-art-Dünnschicht-Solarzellentechnologien, die sich derzeit in der Laborphase befinden. Die Projektpartner identifizierten Faktoren, die die Eigenschaften der transparenten leitfähigen Oxidschicht (TCO) (optische Schichten) optimieren. Diese Schichten sind an den Frontkontakten und den Reflektoren auf der Rückseite vorhanden, um die Effizienz für ein großflächiges Depositionsfertigungsverfahren aufrechtzuerhalten. Bei Tandem-a-Si/mc-Si-Strukturen wurde eine Reflektor-Zwischenschicht ebenso berücksichtigt. HELATHIS demonstrierte eine erhöhte Effizienz des TCO-Glases aufgrund eines optimierten Herstellungsprozesses, der zu 2% höherer optischer Fortleitung führt. Darüber hinaus wurde die gesamte TCO-Glas-Modul-Produktion aus Japan nach Belgien verlegt, wodurch ein wichtiger Beitrag zur EU-Wirtschaft geleistet wird. Für sehr großflächige 5,7 m² a-Si-Module wurde 8% stabilisierter Wirkungsgrad nachgewiesen. Eine Vielzahl von interessanten Ergebnissen wurden an kleinen Stichproben erzielt, die den Weg zu zukünftigen Forschungsbereichen weisen. Schließlich wurde Infrarotabbildung entwickelt, um die elektrische Qualität jedes Moduls am Ende des Produktionsprozesses zu beurteilen und defekte Bereiche zu ermitteln. Dies wurde mit ausgezeichnetem Erfolg an einer Fertigungslinie des Partners angewendet. Die Projektergebnisse haben die Massenproduktion von verbessertem TCO-Glas in der EU gefördert und die Effizienz der Solarzellen der Partner verbessert. Vielversprechende Fortschritte im Labormaßstab sollten den Weg für großflächige Abscheidungsverfahren ebnen und wichtige Auswirkungen auf die Marktakzeptanz von fortschrittlicher Dünnschicht-PV-Technologie haben.
