 SuperSize-Solarzelle: Industrie führende Technologien miteinander kombiniert
Die ersol Solar Energy AG (ersol) hat gemeinsam mit der Crystal Growing Systems GmbH (CGS), dem SolarZentrum Erfurt, der Roth & Rau AG und Day4Energy Inc. im Rahmen eines F&E-Projektes ein hochinnovatives Solarpanel basierend auf SuperSize Solarzellen mit einer Kantenlänge von 210 mm entwickelt. In diesem Projekt werden die Industrie führenden Technologien der Projektpartner miteinander kombiniert. „Wir sehen unser Projekt als Anstoß, um in der Fotovoltaik Industrie die Weiterentwicklung des Zellstandards voranzutreiben“, so Dr. Claus Beneking, Vorstandsvorsitzender der ersol Solar Energy AG.
Dafür hat der Unternehmensbereich ersol Wafers mit Anlagen von CGS einen Ziehprozess realisiert, der im Durchmesser 300 mm große Silizium-Kristalle hervorgebracht hat. Vorteile dieses 300 mm Ingot-Ziehprozesses sind die größere Ausbeute an Waferfläche bei vergleichbarer Ziehgeschwindigkeit und eine maximale Auslastung pro Ziehanlage. Damit sind geringere spezifische Investitionen notwendig und zusätzlich kann bei diesem Ziehprozess durch den geringeren spezifischen Energieverbrauch die Energie-Amortisationszeit pro Wp deutlich reduziert werden.
„Bei der folgenden Produktion der 210 mm x 210 mm großen und 220 μm dünnen Siliziumscheiben sind aufgrund des höheren Automatisierungsgrades und des verbesserten Ecken-Flächen-Verhältnisses die Handling-Aufwendungen geringer als bei der Fabrikation der bisherigen Standardwafer im Format 156 mm x 156 mm“, so Jürgen Pressl, für den Bereich Wafers verantwortlicher ersol Vorstand.
Die Prozessierung der SuperSize-Zellen erfolgte im Unternehmensbereich ersol Solar Cells in Zusammenarbeit mit dem SolarZentrum Erfurt. Unterstützt wurde ersol bei der Antireflexbeschichtung der 210 mm großen Solarzellen durch die Roth & Rau AG. Mit den 210 mm-Zellen erreicht man zwar dieselbe Zelleffizienz wie bei den 156 mm-Zellen, es kann aber 80 Prozent mehr Leistung pro Solarzelle erzielt werden. Auf Fabrikgröße skaliert lässt sich damit ein 80 Prozent höherer Output mit vergleichbarem Produktionsequipment erlangen.
Die weitere Prozessierung der SuperSize Solarzellen erfolgte nach bestimmten Design-Spezifikationen, die einzig bei exklusiv für Day4 Energy hergestellten Zellen angewendet werden. Diese Technologie ermöglicht ersol die Reduktion um einen Produktionsschritt und spart zudem bis zu 40 Prozent Silber-Druckpaste ein, wobei der Zellwirkungsgrad im Vergleich zu Zellen mit Standardmetallisierung gleichzeitig erhöht wird.
Der Leistungsvorteil dieser SuperSize-Zellen stellt neue Herausforderungen an die Modultechnologie. Dies ist auch der Grund, warum Day4 Energy’s Beteiligung an dem Projekt entscheidend war, um einen hohen Wirkungsgrad der SuperSize-Module zu erreichen. Dazu hat Day4 Energy seine einzigartige Day4 Elektrode der nächsten Generation optimiert, um einen Leistungsbereich zu erzielen, welcher unmöglich mit konventioneller Modultechnologie zu erreichen wäre.
Diese Technologiezusammenarbeit zeigt die derzeit noch vorhandenen erheblichen Kostensenkungspotentiale in der kristallinen Photovoltaik auf. So ist eine Stückkostensenkung analog zur Halbleiter-Industrie durch die Vergrößerung des Substrates (Wafer) möglich. Anhand dieses F&E-Projektes konnten sämtliche Skaleneffekte auf den verschiedenen Wertschöpfungsstufen der ersol Gruppe, Day4 Energy Inc., Crystal Growing Systems GmbH, SolarZentrum Erfurt und Roth & Rau AG untersucht werden.
„Wir sehen unser Projekt als Anstoß, um in der Fotovoltaik Industrie die Weiterentwicklung des Zellstandards voranzutreiben“, verspricht sich Dr. Claus Beneking, Vorstandsvorsitzender der ersol Solar Energy AG und für Technologie verantwortliches Vorstandsmitglied, entsprechende Impulse. „Das Projekt demonstriert das enorme Einsparpotenzial, welches durch das Zusammenspiel von führenden Technologien der Ingot-, Wafer-, Zell- und Modulfabrikation realisiert wurde. Diese neue Hochleistungszelle von ersol kann ihre Vorteile erst bei Kombination mit der Day4 Energy Modultechnologie, die in der Lage ist, die enorme Leistung dieser Zelle abzugreifen, wirklich ausspielen“, ergänzt George L. Rubin, Geschäftsführer (President and Chief Operating Officer) von Day4Energy.
Quelle: ersol Solar Energy AG
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