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Solarzellen erschwinglich machen

Die Nutzung neuer Energietechnologien ist zu einem wichtigen Ziel geworden, um unabhängiger von fossilen Brennstoffen zu werden. Eine EU-finanzierte Initiative optimierte die kosteneffektive Produktion von Solarzellen.
Solarzellen erschwinglich machen
Die endlose Kraft der Sonne in Strom umzuwandeln, hat erhebliche Vorteile für die Umwelt und Wirtschaft. Solar- oder Photovoltaikzellenmodule erleichtern diese Umwandlung und werden hergestellt, indem eine oder mehrere dünne Schichten von Photovoltaikmaterial mit verschiedenen Stärken (einige Nanometer bis in den zweistelligen Mikrometerbereich) auf ein Substrat gelegt werden. Jedoch verhindern die hohen Kosten für aktuelle Photovoltaikmodule deren weitläufige Verwendung, wodurch neue kosteneffektive Technologien entwickelt werden müssen.

Das Hauptziel des EU-finanzierten Projekts "Production process for industrial fabrication of low price amorphous-microcrystalline silicon solar cells" (LPAMS) bestand in der Steigerung der Effizienz von Solarzellen bei einer gleichzeitigen Senkung der Produktionskosten. Um ihr Ziel zu erreichen, konzentrierten sich die Projektpartner auf eine verbesserte Transparenz der Schichten, die Minimierung der optischen Verluste, die Vermeidung licht-induzierten Abbaus und die Vergrößerung des effektiven Absorptionsspektrums.

Das Konsortium optimierte eine Abscheidung transparenter, leitender Oxide (TCO, transparent conducting oxide) im industriellen Maßstab, gefolgt von einer Beschichtung mit amorph-, mikro- oder nanokristallinem Silizium (Si) auf Glasssubstrat unter Verwendung der mikrowellenunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (MWPECVD, microwave chemical vapour deposition). Die Innovation der Technologie lag in der Tatsache begründet, dass das Substrat durch verschiedene Abscheidungskammern gelangen kann, um so eine aufeinanderfolgende, mehrschichtige Abscheidung zu erreichen. Des Weiteren war das LPAMS-System modular und konnte einfach für die Abscheidung von Tandem- oder Dreifachzellen ausgeweitet werden.

Alles in Allem schafften es die Projektpartner, die Qualität der Schichten und die Rate für die Si-Abscheidung und Si-Tandemfabrikation zu verbessern. Als die effektivste Kombination erwiesen sich nano- und amorph-kristalline Siliziumtandems, die eine verbesserte Stabilität und Ausweitung des Absorptionsspektrums zeigten. Darüber hinaus wird für den Vorgang eine niedrige Anzahl an Arbeitern benötigt, wodurch der Endpreis für auf diese Weise hergestellte Solarzellen sinkt. Da die Tandemzellen bei gleichem Substrat und gleichen Produktionskosten weitaus effizienter waren, war auch der Preis pro Leistungseinheit geringer.

Durch das Projekt LPAMS entstand eine neue Generation höchst effizienter Photovoltaikmodule mit geringeren Herstellungskosten als bei konventionellen Methoden. Neben der kostengünstigen Produktion im Bereich Photovoltaik wird sich diese Methode für die lokale Entwicklung innovativer und sauberer Technologien in den westlichen Balkanländern als positiv erweisen.

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