In der CVD-Anlage werden Substrate im Durchlauf beschichtet. Bild: Fraunhofer IST

Neues Verfahren hilft deutschen Solarzellen-Produzenten

Fraunhofer-Forscher entwickeln derzeit neue Beschichtungsverfahren und Schichtsysteme, die Solarzellen billiger machen sollen.

Der Markt für Photovoltaik ist hart umkämpft, oft haben asiatische Hersteller die Nase in Punkto Preis vorn. Die neuen Verfahren ermöglichen deutschen Herstellern wieder einen Vorsprung, teilte die Fraunhofer-Gesellschaft jüngst mit. Die vom Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig entwickelten Beschichtungsverfahren und Schichtsysteme sollen die Herstellungskosten der Solarzellen drastisch senken. Dies soll durch die Verwendung von heißen Drähten anstelle von Plasma geschehen.

So sind Solarzellen mit relativ hohen Wirkungsgraden von bis zu 23 % besondere Hoffnungsträger in der Photovoltaik-Industrie. Diese HIT-Zellen (Heterojunction with Intrinsic Thin layer) bestehen aus einem kristallinen Silizium-Absorber mit zusätzlichen dünnen Siliziumschichten. Bislang werden diese Schichten über das Verfahren der Plasma-CVD (Chemical Vapour Deposition) auf das Substrat aufgebracht: In der Reaktionskammer befindet sich das Gas Silan, welches aus einem Teil Silizium und vier Teilen Wasserstoff besteht, sowie das kristalline Siliziumsubstrat. Ein Plasma aktiviert das Gas, indem es die Silizium-Wasserstoff-Verbindungen knackt. Die nun ungebundenen Siliziumatome und Wasserstoffreste setzen sich auf der Oberfläche des Substrates ab.

Der Nachteil: nur 10 bis 15 % des teuren Silan-Gases werden durch das Plasma aktiviert, 85–90 % gehen ungenutzt verloren, was mit hohen Kosten verbunden ist. Die Forscher am IST aktivieren nun das Gas nicht über ein Plasma, sondern über heiße Drähte. Bei diesem Prozess lässt sich fast das ganze Silangas nutzen. Die Herstellungskosten für die Schichten reduzieren sich um 50 %. (msz)