Entwicklung und Charakterisierung von c-Si Solarzellen
Niedrige Kosten und hohe Effizienz von Solarzellen sind die zwei wichtigsten Herausforderungen in der Wissenschaft und Industrie. Diese Fragen waren auch Bestandteil des Praktikums am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg. Im Folgenden werden die Ergebnisse von verschiedenen Experimenten zu dieser Fragestellung besprochen.
Zuerst wird das Laser Chemical Processing (LCP) zur Erzeugung eines selektiven Emitters (SE) erklärt. Es wurden zwei verschiedene Lasersysteme mit Transfer Length Method (TLM) untersucht.
Zudem wurde eine alternative Vorderseitenmetallisierungstechnologie in Kombination mit einem neuartigen c-Si Zellkonzept untersucht. Die Metallisierung der Vorderseite verursacht in der Produktion etwa 30% der Kosten. Das Ersetzen des traditionellen Silberpasten-Siebdrucks durch einen zweischrittigen Metallisierungsprozess würde eine signifikante Einsparung von Produktionskosten ermöglichen. Dieses ist, zum einen, durch den Einsatz von Kupfer als Alternative zu dem wesentlich teureren Silber möglich. Zum anderen ist es durch den Einsatz eines zweischrittigen Ansatzes möglich den Preis zu senken. Hierbei wird zuerst mittels Aerosol-Jet-Druck eine Saatschicht gedruckt. Im zweiten Schritt wird der Metallkontakt durch Licht-induzierte-Metallabscheidung galvanisch verstärkt.
Diese Technologie ermöglicht Einsparung von Silber bei gleichzeitiger Verbesserung der elektrischen Eigenschaften des Vorderseitenkontaktes. Da es sich zudem um einen kontaktlosen Prozess handelt, ist er auch für die Herstellung von Solarzellen aus dünnem Wafermaterial geeignet.