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Projektinfos  – Energieforschung konkret

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Die Innovationsallianz Photovoltaik will deutsche Technologieanbieter fit machen für den globalen Markt. Dank der engen Verzahnung von Forschung, Entwicklung und Industrie werden neue Ideen rasch unter realistischen Produktionsbedingungen getestet.
© Solarworld Freiberg
Innovationsallianz Photovoltaik
Projektinfo 10/2013

Wissenschaft und Industrie entwickeln auf allen Stufen der Herstellung verbesserte Technologiebausteine für die Produktion von Si-Hocheffizienzzellen und Modulen.
© Solarworld Innovations

Elektronenmikroskop-Aufnahme eines 40 μm breiten Kontaktfingers auf monokristallinem Silizium.
© Solarworld Innovations
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Hocheffiziente Solarzellen und Module entwickeln

Forschungseinrichtungen, Photovoltaik-Hersteller, Anlagenbauer und Ausrüster der Solarbranche arbeiten gemeinsam daran, leistungsfähigere und langlebigere Module rationeller herstellen zu können. Im Projekt SONNE optimieren Firmen und Forscher die Leistung und Herstellung von Modulen aus kristallinen Siliziumzellen. Dabei decken sie die gesamte Produktionskette ab und machen die neuen Entwicklungen in kurzer Zeit produktionsreif. Mit ihren Entwicklungen wollen sie Solarstrom um ein Drittel günstiger machen.

Forscher und Entwickler von zehn Unternehmen und vier Forschungseinrichtungen arbeiten im Projekt „SONNE“ daran, bei Modulen aus kristallinen Siliziumzellen den Wirkungsgrad im Vergleich zu bisherigen Standardmodulen zu steigern. Zugleich wollen sie die Lebensdauer der Module verbessern. Die Herstellung soll im industriellen Maßstab weiter automatisiert und dadurch kostengünstiger werden. Der Technologieentwickler Solarworld Innovations koordiniert diesen Forschungsverbund, die Bundesregierung fördert die Kooperation im Rahmen der Innovationsallianz Photovoltaik. „Wir haben uns einiges vorgenommen. Die Modulleistung soll von heute 240 bis 250 Watt auf deutlich über 300 Watt erhöht werden. Durch eine längere Modullebensdauer und optimierte Fertigungsabläufe beabsichtigen wir eine Kostenreduktion des Solarstroms um ein Drittel“, erklärt Dr. Karl-Heinz Stegemann, Koordinator des Forschungsprojektes und Bereichsleiter der Solarworld Innovations.

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Angepeilt sind Modulwirkungsgrade von mindestens 20% für monokristallines Silizium und 17,8% für multikristallines Silizium. Hierfür ist es erforderlich, an allen Stellschrauben der Prozesskette zu drehen: Die Forscher und Entwickler verbessern Prozessabläufe sowie Zell- und Moduldesign, sie wählen optimale Materialien sowie Prozessschritte und Technologien aus. Anhand von Prototypen belegen sie die Übertragbarkeit in die Praxis. Es liegen bereits erste Ergebnisse des in vier Teilprojekte unterteilten Forschungsvorhabens vor.

Besserer Wirkungsgrad durch schmalere Kontakte

Ein Weg zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Solarzellen ist es, auf die Zelle dünnere Kontaktlinien zu drucken. Dadurch vergrößert sich die aktive Zellfläche, die Abschattung wird verringert.

Beim Sondermaschinenbauer Jonas & Redmann wurde eine Demonstrationsanlage entwickelt und in Betrieb genommen. Sie bringt die Silberpaste zur Kontaktierung in einem berührungslosen Feinliniendruck-Verfahren auf. Eine erste Pilotfertigung wurde Ende 2012 mit 40 μm Fingerbreite und 80 Finger durchgeführt. Ein Effizienzgewinn von 0,2% wurde auf mcSi und cSi Hocheffizienzzellen nachgewiesen. Für 30 μm Fingerbreite und 96 Finger sind im Labormaßstab 0,35% Effizienzgewinn erreicht worden. Grundlage dafür war eine im Projekt entwickelte neue Pastengeneration. Die Umsetzung in die Produktion ist bis Ende 2013 geplant.

Bei Hocheffizienzzellen mit einer neuen Rückseitenpassivierung und einem Feinliniendruck mit 40 μm Linienweite wurde ein Wirkungsgradgewinn von 0,35% bzw. ein Zellwirkungsgrad von rund 20% auf monokristallinem Cz-p-Silizium erzielt.

Projektinfo 10/2013:
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Adressen

Projektkoordination
SolarWorld Innovations GmbH

Teilprojekte und Projektbeteiligte

Verbundprojekt SONNE
(PDF, 1 Seite, 90 kB)

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu den Projekten A - K.