Der Modulhersteller Meyer Burger nimmt sich zusammen mit Forschern verschiedener Institute der Industrialisierung der nächsten Generation von Solarmodulen an. Diese basieren auf der bisherigen kristallinen Siliziumtechnologie. Doch um die Effizienz zu erhöhen, werden die Solarzellen um eine Schicht aus Perowskiten ergänzt. Dies sind Metallhalogenid-Halbleiter, die auf die normale Zelle aufgebracht werden und das Licht im gesamten sichtbaren und um infraroten Spektrum zur Stromproduktion nutzen.
Module mit über 30 Prozent Effizienz
Um diese sogenannte Tandemtechnologie bis hin zur Massenfertigung weiterzuentwickeln, hat das Unternehmen mit dem Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique (CSEM) in der Schweiz, dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) und der Universität Stuttgart eine Kooperationsvereinbarung geschlossen. Das Ziel ist es, Module und Solarzellen mit einem Wirkungsgras von über 30 Prozent in der industriellen Produktion herzustellen.
Erste eigene Technologie entwickelt
Die Entwicklung der neuen Produktionstechnologien sollen im geschützten Geschäftsmodell von Meyer Burger ausschließlich für die eigene Fertigung eingesetzt werden. „Meyer Burger verfügt auf Basis langjähriger eigener Entwicklungen über ein umfassendes Portfolio an Prozessen, Technologien und Produktionstechniken für eine eigene potenzielle Massenfertigung von Tandemsolarzellen und -modulen“, erklärt Marcel König, Leiter der Abteilung Forschung und Entwicklung bei Meyer Burger. „Dies umfasst die wesentlichen Fertigungsprozesse und -maschinen für Perowskit-Tandemsolarzellen auf Siliziumbasis sowie entsprechende Solarmodule mit Meyer Burgers proprietärer Smartwire Verbindungstechnologie. In Kombination mit den Kompetenzen unserer Partner aus der Wissenschaft ist das ein einzigartiger Schlüssel zum Erfolg“, ist er sich sicher.
Auf bestehenden Lösungen aufbauen
Bei der Weiterentwicklung bauen die Kooperationspartner also auf bestehenden Strukturen auf. Immerhin existieren die grundsätzlichen Ansätze schon. So hat Meyer Burger schon in der Vergangenheit mit Oxford PV an Perowskit-Tandemzellen gearbeitet und dabei eigene proprietäre Technologielösungen entwickelt. Selbst bei der Industrialisierung der Perowskittechnologie verzeichnet Meyer Burger gemeinsam mit seinen Partnern erste Erfolge. So konnten das CSEM und Meyer Burger einen Rekordwirkungsgrad von 29,6 Prozent für eine Perowskit-Tandemsolarzelle mit einer Größe von 25 Quadratzentimetern erreichen.
Dafür kombinierten die Schweizer Forscher Heterojunction-Siliziumzellen mit Perowskitstrukturen. „Dieses hervorragende Ergebnis zeigt das Potenzial von Silizium-Perowskittandemzellen, hohe Wirkungsgrade zu erzielen. Auch wenn noch viel Arbeit vor uns liegt, ist die Industrialisierung von Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von über 30 Prozent auf dem richtigen Weg“, ist sich Christophe Ballif, Direktor Sustainable Energy am CSEM, sicher.
Rekordwirkungsgrad erreicht
Auch das HZB arbeitet schon länger an der Technologie und hat sogar einen Rekordwirkungsgrad von über 31 Prozent für Perowskit-Tandems im Labormaßstab erreicht. Jetzt sollen diese Wirkungsgrade auch auf größeren Zellen und mit Modulen erreicht werden. Dazu ist aber ein stabiler industrieller Herstellungsprozess und eine hohe Zuverlässigkeit der Module wichtig. „Ziel ist es, dass Perowskit-Siliziummodule in Sachen Zuverlässigkeit und Langlebigkeit dem hohen Standard entsprechen, den die klassische Siliziumtechnologie gesetzt hat“, sagt Andreas Bett, Institutsleiter am Fraunhofer ISE. (su)
