Mehr Effizienz mit allen Mitteln

Solarstrom ist aus dem Energiemix nicht mehr wegzudenken und gewinnt stetig an Bedeutung. Zur Produktion von Silizium- und Dünnschicht-Solarzellen wird silberhaltige Metallisierungspaste benötigt. Diese dient dazu, den Wafer elektrisch zu kontaktieren. „Wir entwickeln immer neue Rezepturen, um die Kontaktierung der Solarzellen zu verbessern und damit deren Effizienz zu steigern. Die Hauptforderung unserer Kunden ist, durch günstigere Materialien die Kosten pro Watt zu senken“, so Carsten Mohr, Leiter der Business Unit Photovoltaics bei Heraeus. Die Anforderungen an neue Pastengenerationen sind hohe Effizienz bei geringem Verbrauch und reduziertem Silbergehalt. Heraeus bietet Kunden ein Sortiment an Leitpasten, welche speziell auf die unterschiedlichen Zellkonzepte und Produktionstechnologien abgestimmt sind. Auf der diesjährigen PVSEC werden die neuesten Pasten der dritten Generation für die Frontseitenkontaktierung sowie welche zur Rückseitenkontaktierung und für neue Zelltechnologien vorgestellt.

Solarmodule sind vielen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Ablagerungen wie Blütenstaub oder Vogelkot können den Ertrag erheblich beeinträchtigen. Eine neue Nano-Versiegelung der nanoproofed Group bewirkt, dass die Schmutzpartikel photokatalytisch gespalten und dann von Regen und Wind einfach entfernt werden können. Die Versiegelung wird auf das fertige Solarmodul aufgebracht und Carbon Infrarot-Strahler von Heraeus Noblelight trocknen sie schnell und effizient. Tests zufolge erzielen Solarmodule mit der Nanoversiegelung durch eine optimierte Transmission und den Selbstreinigungsprozess eine bis zu fünf Prozent höhere Leistung.

Bei Hochtemperaturanwendungen in der Photovoltaik ist Quarzglas nicht wegzudenken: seine Temperaturwechselbeständigkeit, hohe chemische Reinheit und Korrosionsbeständigkeit machen das Hightech-Material an dieser Stelle unersetzlich. Quarzglastiegel von Heraeus werden schon im ersten Schritt für die Herstellung klassischer Solarzellen eingesetzt: Für monokristalline Wafer wird zunächst ein Einkristall aus einer mehr als 1400 °C heißen Silizium-Schmelze in einem Quarzglastiegel gezogen. Innerhalb der waferbasierten Zellfertigung werden Quarzkomponenten sowohl in der industriellen Produktion von Solarsilizium als auch bei der Weiterverarbeitung von Siliziumscheiben zu Solarzellen verwendet. Typische Produkte sind etwa Quarzglasboote als Träger der Wafer in Hochtemperaturprozessen. Auch zur Herstellung von Solarpanels unter Verwendung von Dünnschichttechnologie werden Bauteile aus Quarzglas eingesetzt.

Dünnschicht-Solarzellen gewinnen als Alternative zu Silizium-Solarzellen an Bedeutung. Diese sind hundertmal dünner als kristalline Solarzellen und benötigen im Produktionsprozess deutlich weniger Material. Eine Schlüsseltechnik für das Herstellen dieser dünnen Schichten ist das „Sputtern“. Die Material-Quelle für diese Schicht ist das so genannte Sputtertarget. Heraeus entwickelt qualitativ hochwertige Targets für die Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen, insbesondere Indium-, Kupfer-Gallium- und Aluminium dotierte Zinkoxid- (ZAO®) Rohrtargets. Diese ermöglichen Herstellern von CIGS (Copper-Indium-Gallium-Selenid)-Solarzellen Kosteneinsparungen aufgrund hoher Sputterleistungen und maximaler Materialausnutzung. Durch eine ausgezeichnete Schichthomogenität tragen sie zu einer höheren Effizienz der Solarzelle bei. In einem eigenen Sputterlabor unterstützt Heraeus die Entwicklung der Schichtsysteme. Hier wird z. B. das Sputterverhalten neu entwickelter Targetmaterialien für die nächste Generation von Dünnschicht-Solarzellen analysiert.

Heraeus / OD