Forschungs-Fabrik für Solarzellen

24.03.2006 - (idw) Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Bundesumweltminister Sigmar Gabriel weiht Photovoltaik Technologie Evaluationscenter PV-TEC ein

PV-TEC - kurz für Photovoltaik Technologie Evaluationscenter - ist ein neues, einzigartiges Dienstleistungszentrum für die Photovoltaikindustrie. Auf 1 200 m² Fläche bietet die Einrichtung Forschung, Entwicklung und Service im Produktionsmaßstab und hilft so, den Technologietransfer in die Industrie zu beschleunigen. Mit gut elf Millionen Euro Unterstützung durch das Bundesumweltministerium haben die Forscher des Fraunhofer ISE diese Forschungs-Fabrik für Solarzellen in Freiburg aufgebaut. Am 21. März 2006 wird PV-TEC von Minister Sigmar Gabriel eingeweiht.

Die Photovoltaik erlebt derzeit - insbesondere durch gezielte Markteinführungsprogramme - einen Boom. Weltweit ist die jährlich installierte Spitzenleistung in den vergangenen zehn Jahren von unter hundert Megawatt pro Jahr auf weit über 1 000 Megawatt angewachsen. "Wir wollen die Spitzenstellung Deutschlands in dieser zukunftsweisenden Technologie sichern und weiter ausbauen", erklärte Bundesumweltminister Sigmar Gabriel zur Eröffnung. "PV-TEC ist hierfür ein wichtiger Katalysator. Künftig werden Forschungsergebnisse noch schneller in den Markt kommen".

Über 90 Prozent der heute hergestellten Solarzellen sind aus kristallinem Silicium. In der Nutzung dieses Materials für die Photovoltaik steckt nach wie vor ein sehr hohes Potenzial. Industrie und Forschung arbeiten intensiv daran, dieses Potenzial zu nutzen und die Kosten für die Herstellung von Solarzellen zu senken.

Bei ausgelasteten Produktionsanlagen haben die Hersteller in der Regel nur reduzierte Möglichkeiten für die Erprobung neuer Technologien. Genau in diese Lücke stößt das Fraunhofer ISE mit dem Photovoltaik Technologie Evaluationscenter PV-TEC. "In unserer hochmodernen Produktionslinie können Solarzellen-, Wafer- und Modulhersteller sowie auch Anlagenbauer ab sofort Prozesse, Materialien und Anlagen analysieren und weiterentwickeln, ohne den Betrieb ihrer heimischen Produktionslinie unterbrechen zu müssen", so Prof. Joachim Luther, Institutsleiter des Fraunhofer ISE. "Dabei ist die innovative Technik in PV-TEC so flexibel angeordnet, dass für jeden Prozessschritt Alternativen realisiert werden können".

Gemeinsam mit der deutschen und europäischen Industrie entwickelt das Fraunhofer ISE in PV-TEC Solarzellentechnologien für die nahe Zukunft. Dünne, hocheffiziente kristalline Siliciumsolarzellen sind das Ziel. Denn während heutige Industriezellen mit 240 µm (0,24 mm) noch vergleichsweise dick sind und über einen Wirkungsgrad von 14-16% verfügen, haben die Freiburger Forscher im Labormaßstab und auf kleiner Fläche bereits die Machbarkeit von 90 µm dünnen multikristallinen Siliciumsolarzellen mit einem Weltrekordwirkungsgrad von 20,3% gezeigt. "Diese Spitzenergebnisse wurden mit industrienahen Produktionsschritten erreicht, die wir in PV-TEC einsetzen wollen", sagt Dr. Gerhard Willeke, Leiter der Abteilung Solarzellen am Fraunhofer ISE. "Dort haben wir durch flexibel automatisierte Prozess-Inseln die Möglichkeit, Experimente mit hoher statistischer Relevanz durchzuführen. Dabei kann der Durchsatz bis zu 1 000 Wafer pro Stunde betragen, bei Wafergrößen bis 210 mm Kantenlänge und Waferdicken ganz wesentlich unter 200 µm."

Neben neuartigen Zellprozessen für dünne, hocheffiziente kristalline Silicium-Solarzellen gibt es noch viele andere Themen, die von den Solarzellenforschern in Kooperation mit der Industrie bearbeitet werden. Dazu zählt zum Beispiel die produktionsnahe Evaluierung von dünnen drahtgesägten Silicium-Wafern. Ebenso die Entwicklung neuer Verfahren für eine Reduzierung des Chemikalieneinsatzes bei nasschemischen Reinigungs- und Texturverfahren oder die Weiterentwicklung von Verfahrenstechniken für die Antireflexbeschichtung. Weiterhin werden in PV-TEC Rückseitenkontaktsolarzellen entwickelt, deren Aufbau eine Steigerung des Wirkungsgrads sowie eine Vereinfachung der Modulverschaltung ermöglicht.

Das Photovoltaik Technologie Evaluationscenter PV-TEC befindet sich in unmittelbarer Institutsnähe, im Solar Info Center Freiburg. Zu den über 11 Mio Euro vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit BMU kamen 2 Mio Euro aus der Fraunhofer-Gesellschaft. PV-TEC stellt damit eines der größten Innovationsprojekte für die Forschung auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien in Deutschland dar.

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