Photovoltaik: Fraunhofer ISE startet Pilotprojekt zur Optimierung von Solarzellen und deren HerstellungIm September vergangenen Jahres hat das Bundesforschungsministerium (BMBF) das „Solarvalley Mitteldeutschland“ zum „Spitzencluster“ gekürt. Ein Ziel dieses Verbunds aus 27 Unternehmen sowie 12 Forschungseinrichtungen ist die Kostenreduktion für Solarstrom. Der Strom vom Dach soll spätestens 2015 günstiger sein als der Strom aus der Steckdose. Nach Bewilligung der Einzelprojekte ging vor wenigen Wochen am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) das Pilotprojekt des Spitzenclusters an den Start. Das Freiburger Forschungsinstitut arbeitet für das regional ausgerichtete Spitzencluster an der Optimierung von Solarzellen und deren Herstellung.
Im größten Einzelprojekt des Spitzenclusters spielen die Materialeinsparung, also die Erstellung dünnerer Zellen sowie die Steigerung des Wirkungsgrads eine wesentliche Rolle. Ziel des Projekts „xµ-Zellen“ ist es, Verfahren für die Herstellung von 130 µm dünnen Wafern (Zeithorizont zwei Jahre) und für 80 µm dünne Wafer (Zeithorizont fünf Jahre) auf Flächen von mindestens 12,5 x 12,5 Quadratzentimeter zu entwickeln.
Für die Erreichung dieser Meilensteine haben sich die beteiligten Unternehmen und Institute das Fraunhofer ISE (Freiburg) als wissenschaftlichen Partner gewählt. Die Freiburger Forscherinnen und Forscher haben auf diesem Gebiet bereits mehrere Wirkungsgradrekorde mit kleinen Laborsolarzellen erzielt, darunter den mit 20,4 Prozent auf einer Fläche von 1 Quadratzentimeter bislang weltbesten Wert für eine multikristalline Siliziumsolarzelle.
„Wir freuen uns sehr, als größter Forschungs- und Entwicklungspartner im Projekt ‚xµ-Zellen’ gemeinsam mit unseren langjährigen Kunden aus Mitteldeutschland jetzt das Tempo in Richtung ‚grid parity’ für Solarstrom noch beschleunigen zu können“, so Dr. Ralf Preu, Abteilungsleiter PV Produktionstechnologie und Qualitätssicherung am Fraunhofer ISE. „Im Rahmen der produktionsnahen Prozessierung haben wir mit den beteiligten Partnerunternehmen des Spitzenclusters bereits in der Vergangenheit gute Erfolge erzielt«, erläutert Preu. Insgesamt sind am Fraunhofer ISE rund 200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in diesem Forschungsbereich tätig.
Im EU-geförderten Projekt Crystal Clear hat das Fraunhofer ISE vor Kurzem zusammen mit SolarWorld 130 µm dünne Solarzellen (12,5 x 12,5 Quadratzentimeter) mit einem stabilen Wirkungsgrad von 18,0 Prozent im Demonstrationsmaßstab hergestellt. „Hiermit konnten wir erstmalig die Machbarkeit der industriellen Produktion solch dünner Zellen auf hohem Leistungsniveau demonstrieren. Auf diese Erfahrungen wollen wir nun aufbauen und die Industriepartner dabei unterstützen, auf dünnen Siliziumscheiben mit neuen Zellstrukturen und Prozesstechnologien zu noch höheren Wirkungsgraden aufzubrechen.“
Die Zellentwicklung des Spitzenclusters ist eingebettet in weitere Projekte zur Wafer- und Modultechnologie. Die wissenschaftliche Gesamtkoordination des Vorhabens liegt beim Fraunhofer Center für Silizium Photovoltaik CSP in Halle, einer Kooperation des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM in Halle sowie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg.
Ein Ziel des „Solarvalley Mitteldeutschland“, einem Verbunds aus 27 Unternehmen sowie 12 Forschungseinrichtungen aus Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen, ist die Kostenreduktion für Solarstrom. Der Strom vom Dach soll spätestens 2015 günstiger sein als der Strom aus der Steckdose. Eine der wichtigsten Stellschrauben für kostengünstigere Solarstromproduktion ist die Zelltechnologie. Aufgrund seiner internationalen Ausnahmestellung und seiner Erfahrung in diesem Bereich wurde das Fraunhofer ISE als strategischer Partner beteiligt.
Quelle: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme