Hocheffiziente kristalline Solarzellen
Um eine verbreitete Marktakzeptanz zu erreichen, müssen die Kosten erheblich verringert und / oder der Wirkungsgrad vergrößert werden - was einer Verringerung der Kosten gleichkommt. Heutige kristalline Siliziumsolarzellen sind rund 180 Mikrometer dick. EU-finanzierte Wissenschaftler, die an dem Projekt "20 percent efficiency on less than 100 µm thick industrially feasible c-Si solar cells" (20PLµS) arbeiten, reduzieren die Dicke, um den Siliziumverbrauch zu reduzieren und erhebliche Kosteneinsparungen zu erzielen. Der Trick ist, die Solar-zu-Strom-Umwandlungseffizienz und eine Ausbeute beizubehalten, die vergleichbar ist mit herkömmlichen Produktionslinien für Silizium-Wafer-Solarzellen. Das Konsortium hat einen Wirkungsgrad von rund 20% mit einer erheblichen Reduzierung des Siliziumgehalts danke verbesserter Licht-Trapping-Technologien anvisiert. Darüber hinaus haben sich die Forscher auf mechanische Probleme konzentriert, um das Brechen der dünneren Wafer zu überwinden, was sich auf die Ausbeute auswirken könnte. Die Wissenschaftler haben das Verfahren zur Herstellung dünnerer Silizium-Wafer entwickelt und dieses in eine industrielle Pilot-Fertigungslinie an einer der Einrichtungen der Projektpartner integriert. Die Zellen wiesen einen mittleren Wirkungsgrad von 20 auf, wobei die beste Zelle eine Umwandlungsrate von Sonnenlicht in elektrischen Strom von 20,3% hatte. Dank Anpassungen bei Verarbeitungs- und Handhabungsverfahren liegt die Bruchrate der Wafer bei nur 4,5%.Trotz technischer Fortschritte, hängt die Marktakzeptanz auch von Kosten und Nachhaltigkeit ab. Die Wissenschaftler bestimmten, dass alle technischen Verbesserungen an Material und Verarbeitung, die mit der Pilot-Fertigungslinie verbunden sind, die Kosten der Energieproduktion mit Photovoltaik senken werden. Eine Lebenszyklusanalyse zeigte eine geringere Umweltbelastung und kürzere Energierücklaufzeiten in das neue System. Dieses System ist damit umweltfreundlicher als die Referenztechnik des Sektors. Das Projekt führte einen branchenorientierten Workshop über die bisher erzielten Fortschritte durch. Dazu gehörten auch Präsentationen von eingeladenen Referenten. Die volle Produktionskapazität liegt derzeit bei Partnereinrichtungen vor. Das Konsortium kann jetzt auf eine verstärkte Nachfrage nach seiner überlegenen Photovoltaik-Technologie reagieren.
