Forschung & Entwicklung

Nachhaltige Solarzellenproduktion

Ein neues Verfahren soll kommerzialisiert werden, bei dem eine Dispens-Technik die Metallkontakte auf der Solarzellenvorderseite berührungslos aufbringt. Das spart nicht nur Ressourcen.

Ressourcen schonende Produktionstechnologie ist neben der Effizienzsteigerung ein wichtiger Faktor in der Fotovoltaik. Highline Technology ist die jüngste Ausgründung aus dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. Das Start-up-Unternehmen aus Freiburg hat zum Ziel, ein am Institut entwickeltes neues Verfahren zu kommerzialisieren, bei dem die Metallkontakte auf der Solarzellenvorderseite kontaktlos in einem Dispensverfahren aufgebracht werden.

Die Kompetenz des jungen Unternehmens resultiert aus gut zehn Jahren Forschungsarbeit an Dispensverfahren für die Metallisierung von Siliziumsolarzellen am Fraunhofer ISE. In diesem Zeitraum wurde ein Multidüsen-Dispensdruckkopf entwickelt und zugleich viel Knowhow zu Druckpasten und -prozessen gewonnen. Bei der Dispenstechnologie werden die Materialien in einem kontaktlosen Druckverfahren durch feinste Öffnungen eines hochparallelen Druckkopfs auf die Solarzellenoberfläche gedrückt, ähnlich wie Zahnpasta durch die Tubenöffnung. Die PV-Produktionsentwickler verwenden Düsendurchmesser von etwa 20 µm, wobei viele Düsen parallel arbeiten, um die gewünschten Strukturen unter hohem Durchsatz zu fertigen.

Die Dispenstechnologie kann problemlos in herkömmliche Produktionslinien für Siliziumsolarzellen integriert werden und dort den für das Aufbringen der Vorderseitenmetallkontakte üblichen Siebdruck ersetzen. Der Materialverbrauch von kostenintensivem Silber wird um etwa 20 % reduziert, die Kontakte werden dünner und mehr Halbleiterfläche steht dem Sonnenlicht zur Verfügung, wodurch eine höhere Stromausbeute und somit des Wirkungsgrads um ca. 1 % erreicht wird. Das berührungslose Verfahren verspricht bei der Verwendung dünnerer Siliziumwafer eine geringere Ausschussrate. Zudem bietet das Inline-taugliche Druckverfahren die Perspektive einer deutlichen Durchsatzsteigerung gegenüber dem industrieüblichen Siebdruckverfahren. Auch andere Produktionsschritte in der Solarzellenfertigung lassen sich mit dem neuen Verfahren optimieren.

Nachhaltige Solarzellenproduktion

„Unser Hauptfokus liegt aktuell auf der Reduktion des Materialverbrauchs in der Fotovoltaikindustrie“, sagt Dr. Maximilian Pospischil, Geschäftsführer und einer der Highline-Technology-Gründer und ergänzt: „Wir wollen die am Fraunhofer ISE entwickelte hocheffiziente parallele Dispenstechnologie in den Markt bringen. Dabei arbeiten wir weiterhin eng mit dem Fraunhofer ISE PV-TEC zusammen. Unsere Dispens-Technologie ist allerdings über die PV-Branche hinaus auch für andere industrielle Produktionsverfahren interessant. Dabei begleiten wir die Firmen vom Anlagenbau über die Prozessintegration bis hin zur Anwendung“.

Highline Technology GmbH erhielt Fördermittel aus dem Exist-Forschungstransfer des Bundeswirtschaftsministeriums BMWi und ist auch durch Fraunhofer Technologie-Transferfond Fonds – FTTF – finanziert.

von mg

www.highline-technology.com

www.ise.fraunhofer.de

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