Die Einführung der neuen Solarzellen mit passiviertem selektiven Emitter und Rückseitenkontakten (Perc) steht unmittelbar bevor. Auf dem europäischen Photovoltaikkongress in Frankfurt am Main haben Schott Solar und der Fabrikausstatter Schmid einen Durchbruch bei der Fertigungstechnik gemeldet. Schmid hat einen Beschichtungsprozess für die Rückseitenpassivierung mit Aluminiumoxid entwickelt, der ohne Vakuumtechnik auskommt. Dadurch sinken die Kosten auf einen Bruchteil der herkömmlichen PECVD-Technik, die einen Vakuumprozess benötigt. Die APCVD-Passivierung schlägt mit nur zwei US-Cents je Wafer zu Buche. Mit PECVD ist dieser Prozessschritt zwischen vier- und fünfmal teurer.
Einfache Prozessschritte reichen aus
Zudem hat Schott Solar die passivierte Emittertechnologie so weit verfeinert, dass der Wirkungsgrad auf 20,74 Prozent steigt. Außerdem optimierten die Ingenieure von Schott die Siebdruckmetallisierung der Frontseite einer Sechs-Zoll-Zelle mit Silberpaste, dadurch erhöhte sich der Wirkungsgrad auf 21 Prozent. Die Werte wurden zwischenzeitlich vom Labor des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme in Freiburg bestätigt. „Diese Ergebnisse wurden durch einfache Prozessschritte erzielt“, sagte Axel Metz, Leiter der Solarzellenentwicklung bei Schott Solar. „Sie beweisen, dass mehr als 21 Prozent Zelleffizienz durch wirtschaftliche Technologien in der Fertigung zu erzielen.“
Kupfer statt Silber
Zwar hatte Schott Solar vor einigen Wochen den Ausstieg aus der Fertigung von kristallinen Zellen und Modulen verkündet. Doch die Forschung läuft weiter, die Rückseitenpassivierung wurde in Lizenz an Schmid vergeben. „Alle Prozesse sind als Varianten verfügbar, wie unsere mit Nickel und Kupfer galvanisierten Vorderseiten zeigen“, meinte Metz. „Sie erreichen Effizienzen von 20,9 Prozent und ermöglichen eine hohe Flexibilität bei der Einführung in die Massenproduktion.“ Statt der Metallisierung mit Silberpasten will Schott auf der Frontseite Kupferkontakte abscheiden, um das teure Edelmetall zu sparen.
Noch höhere Wirkungsgrade möglich
Christian Bucher, Leiter des Geschäftsbereichs Zelle bei Schmid, sieht große Potenziale zur Kostensenkung durch die Perc-Technik. Das Verfahren lasse sich auf monokristalline, quasimono und polykristalline Wafer anwenden. Es erlaubt die Kombination beispielsweise mit selektiven Emittern, für die Schmid einen effektiven Ätzprozess entwickelt hat. Bisher wurde die Perc-Technik auf siebgedruckte Siliziumwafer mit drei Busbars auf der Vorderseite angewendet. Mit einer optimierten Vorderseitenmetallisierung für das kürzlich von Schmid vorgestellte Multibusbar-Verschaltungskonzept sind noch höhere Wirkungsgrade möglich. Nun testen verschiedene Zellhersteller die neuen Verfahren, um die massenweise Einführung der Perc-Zellen vorzubereiten. Sie schicken ihre Testmuster ins Schmid-Labor in Freudenstadt. Zugleich arbeiten die Hersteller der Pasten fieberhaft daran, sie für das neue Verfahren zu adaptieren. (Heiko Schwarzburger)
