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Solarzelle aus hauchdünner Siliziumschicht

07.08.1997 - (idw) Fraunhofer-Gesellschaft

Mediendienst 8 - 1997

Thema 6

Solarzelle aus hauchduenner Siliziumschicht

Die Serienfertigung billiger Solarzellen scheiterte vor allem am hohen Siliziumverbrauch. Fraunhofer-Forschern gelang ein wichtiger Fortschritt: Sie beschichten preiswerte Unterlagen mit einer hauchduennen Siliziumschicht und erzielen damit gute Wirkungsgrade.

UEber zwei Milliarden Menschen sind ohne einen Anschluss ans Stromnetz. In vielen Faellen koennte Photovoltaik die Stromversorgung uebernehmen. Doch die Preise fuer Solarzellen sind immer noch sehr hoch. Grund dafuer ist das Ausgangsmaterial: Das verwendete, hochreine Silizium verursacht die Haelfte der Modulkosten. Forscher in der ganzen Welt versuchen deshalb, die Materialkosten zu senken. Einem Team am Fraunhofer-Institut fuer Solare Energiesysteme ISE in Freiburg gelang ein wichtiger Fortschritt. Solarzellen stellt man heute meist als handtellergrosse Scheiben mit 3/10 mm Dicke her. Diese werden von einem massiven Siliziumstab abgesaegt. 90 Prozent der Scheibe dienen jedoch kaum der Stromerzeugung, sondern fast nur als mechanische Unterlage bei der Fertigung. Hinzu kommt der Materialverlust beim Bearbeiten. Das ISE arbeitet zusammen mit verschiedenen Kooperationspartnern an einer anderen Loesung: Eine preiswerte Unterlage wird mit dem teuren Silizium hauchduenn beschichtet. Dadurch reduziert sich die Siliziumschicht im Vergleich zu herkoemmlichen Solarzellen auf 10 Prozent. Zudem werden die Saegeverluste gespart. Mit einer speziellen Technik scheiden die Forscher aus Trichlorsilan eine 1/100 mm duenne Schicht Silizium ab und rekristallisieren sie danach kurzzeitig bei 1 400°C. Danach verstaerken sie die Schicht mit dem gleichen Abscheideverfahren auf etwa 3/100 mm. Am ISE wurde diese Abscheidung auf verschiedene preiswerte Substrate aufgebracht. Voraussetzung: Die Unterlage muss den hohen Temperaturen standhalten. Gemeinsam mit einem Keramikhersteller, der Firma TeCe in Selb, gelang auch die Beschichtung einer Industriekeramik. Diese kristalline Silizium-Duennschichtsolarzelle erzielt einen Wirkungsgrad von 9,3 Prozent - fuer dieses System ein internationaler Rekordwert. Dass diese Technik noch Entwicklungsspielraum hat, belegt ein anderer Versuch: Auf einer idealen Unterlage aus hochreinem Silizium erreichten die Forscher auf aehnliche Weise einen Wirkungsgrad von 19 Prozent. "Dieses Verfahren ist ein wichtiger Schritt auf dem noch langen Weg zur industriellen Fertigung", sagt Prof. Wolfram Wettling aus dem ISE. Er rechnet fuer die Serienreife der neuen Zelle noch mindestens fuenf Jahre. Damit waere das Tor zu einer langzeitstabilen, umweltfreundlichen und kostenguenstigen Solarzelle aufgestossen.

Ihr Ansprechpartner fuer weitere Informationen: Prof. Dr. Wolfram Wettling Telefon 07 61/45 88-2 66, Telefax 07 61/45 88-2 50 Fraunhofer-Institut fuer Solare Energiesysteme ISE Oltmannstrasse 5, D-79100 Freiburg email: wettl@ise.fhg.de

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