Gemeinsames Interesse

Kategorie: 04 / 2009, Märkte & Trends

Dünnschicht: Wer in den letzten Jahren eine Dünnschichtfirma gründete, hatte manchmal mehr Kapital als Know-how. Rutger Schlatmann, Geschäftsführer des neuen Kompetenzzentrums PVcomB erläutert, wie er diesen Firmen hilft, den Wirkungsgrad hochzuschrauben, und warum die „Photovoltaics Thin-Film Week“ vom 20. bis 24. April in Berlin etwas Besonderes sein wird.

Rutger Schlatmann will bei Silizium-Dünnschichtmodulen in fünf Jahren zwölf Prozent Wirkungsgrad erreichen.
Fotos: Solarpraxis AG/Stephan Ganzel

Man hört, dass Herstellern von Dünnschicht-Solarzellen oft das nötige Know-how fehlt. Warum?

Bei Wachstumsraten von 30, 40 Prozent pro Jahr gibt es immer Engpässe. Die Industrie ist schneller gewachsen als die Ausbildungsmöglichkeiten, und deshalb ist die Anzahl der Know-how-Träger einer der Engpässe, die aufgetreten sind, so wie bekanntermaßen bei der Siliziumversorgung.

Welche Probleme haben Firmen, die zu Ihnen kommen, konkret?

Sie haben zum Beispiel oft das Problem, dass ihre Anlagen mit voller Kraft produzieren müssen, weil sonst die Businesspläne nicht eingehalten werden. Wenn man eine Weiterentwicklung plant, will man sie am Ende aber in einer Fertigungslinie ausprobieren. Die oft risikovollen Versuche kosten teure Produktionszeit, die man bis zum Proof of Concept besser entweder in eigenen F&E-Anlagen oder eben bei einem Partner wie dem PVcomB machen kann.

Gilt das auch für Masdar PV, einen Ihrer großen Kunden?

Alles kann ich natürlich nicht sagen, da es nicht öffentlich ist. Aber mit Masdar PV erarbeiten wir zum Beispiel die wissenschaftlichen und technologischen Grundlagen für den Einsatz und die Weiterentwicklung innovativer Dünnschichttechnologien in der Silizium-Photovoltaik. Außerdem entwickeln wir gezielt Weiterentwicklungskurse, um die Mitarbeiter auf den Stand der Technik und Literatur zu bringen.

Auf wie viel Interesse stoßen Sie sonst in der Industrie?

Auf großes Interesse. Wir haben außer mit Masdar PV zum Beispiel eine Kooperation mit der Sulfurcell GmbH, einer Ausgründung des Helmholtz-Zentrums Berlin, und mit Sunfilm, einem der neuen Hersteller von Silizium-Dünnschichtzellen. In Zusagen und Verträgen haben wir bereits Aufträge im Wert von knapp zehn Millionen Euro.

Was sind die größten technologischen Probleme, an denen Sie arbeiten?

Wir werden auf jeden Fall am meisten an der Wirkungsgradsteigerung arbeiten, weil das den größten von uns beeinflussbaren Effekt auf dieKostensenkung hat. Auch Produktivitätssteigerung, zum Beispiel durch schnellere Abscheideverfahren oder bessere Prozessanalytik und -kontrolle, ist ein wichtiges Thema.

Wie hoch wollen Sie bei den einzelnen Technologien kommen?

Wir wären für amorphe beziehungsweise mikrokristalline Silizium-Dünnschichtmodule in unserem Maßstab von 30 mal 30 Quadratzentimetern in fünf Jahren gerne bei zwölf Prozent und für Kupfer-Indium-basierte Solarmodule bei 15 Prozent.

An welchen Schrauben wollen Sie dafür drehen?

Eigentlich an jedem Schritt der Modulproduktion. Man muss zum Beispiel das ganze optische Verfahren sehr gut beherrschen. Bekannterweise sind zum Beispiel bei Silizium-Dünnschichtmodulen dazu die sogenannten TCO-Schichten auf der Vorderseite der Module sehr wichtig. Sie müssen leitfähig sein, da sie den Strom abführen müssen, und gleichzeitig transparent. Außerdem muss man TCO-Schichten und die Rückkontakte rau machen, damit das Licht möglichst stark gestreut wird. Dadurch legt es längere Wege durch das Silizium zurück und wird besser absorbiert. Für Kupfer-Indium-basierte Solarmodule steht so ein verbessertes Lichtmanagement sogar noch ganz am Anfang. Außerdem müssen Inhomogenitäten und Grenzflächen bei Kupfer-Indium-basierten Solarmodulen und bei den amorph-mikrokristallinen Tandemzellen besser verstanden und beherrscht werden.

Sorgen Sie in einem gewissen Sinn auch für einen Know-how-Transfer zwischen den Firmen?

Es gibt natürlich eine gewisse sogenannte präkompetitive Forschung. Das ist Forschung, die für alle Firmen wichtig ist. Einerseits sind sie Konkurrenten, andererseits haben alle ein Interesse, insgesamt besser zu werden im Vergleich zu den Nicht-Dünnschichtfirmen mit Wafer-basierten Technologien. Dabei können wir helfen. Allerdings werden wir natürlich auch immer klarmachen, dass wir die Urheberrechte und die Vertraulichkeit gewährleisten. Das ist selbstverständlich ein wichtiger Bestandteil unserer Kooperationen.

Sie sind einer der Organisatoren der Photovoltaics Thin-Film Week in Berlin. Was erwarten Sie von der Veranstaltung?

Es ist eine sehr breit aufgestellte Konferenz mit drei Komponenten. Der erste Tag beginnt sehr wissenschaftlich. Da geht es um die anfängliche Degradation der amorphen Siliziumzellen, also darum, dass die Anfangswirkungsgrade höher sind als die spezifizierte Leistung. Wenn man den Effekt besser versteht und im Idealfall vermeiden kann, könnte man relativ zum jetzigen Stand 20 Prozent mehr Wirkungsgrad für amorphe Siliziummodule gewinnen. Dann folgt ein wichtiger technologischer Workshop, zu dem nur eingeladene Spezialisten im Bereich Dünnschichtsilizium kommen. Der dritte Teil ist eine breiter aufgestellte Veranstaltung der Solarpraxis, das Thin Film Industry Forum. Hier werden alle Dünnschichttechnologien, Aspekte der Finanzierung und Wirtschaftlichkeit, das Recycling und auch politische Fragen betrachtet.

Braucht die Branche wirklich noch einen weiteren Kongress zur Dünnschichtphotovoltaik?

Die Tendenz in der Photovoltaik ist, dass Workshops und Konferenzensehr groß geworden sind. Dadurch haben Spezialisten, seien sie kommerziell oder wirtschaftlich oder technologisch interessiert, Schwierigkeiten, die Leute zu finden, mit denen sie richtig konstruktiv diskutieren können. Besonders im Technologiebereich ist das so. Unser technologischer Workshop bringt die eingeladenen Spezialisten vergleichsweise informell zusammen, ohne Veröffentlichung der Folien oder der Ergebnisse. Dadurch werden die Firmen mehr von den technologischen Fortschritten zeigen können als normalerweise. Highlights sind außerdem die Querschnittveranstaltungen, die wir durchführen. Wir haben zum Beispiel eine gemeinsame Session des wissenschaftlichen Workshops und des technologischen Workshops.

Das Gespräch führte Michael Fuhs.


Kompetenzzentrum Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik Berlin

Im Mai 2008 haben die Dünnschichtexperten vom Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie und der Technischen Universität Berlin das Kompetenzzentrum Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik Berlin, kurz PVcomB gegründet. Sie wollen damit den Technologietransfer beschleunigen. Es bietet Firmen unter anderem Unterstützung bei der Technologieentwicklung und Weiterbildung der Mitarbeiter an. Dazu entstehen in Berlin Fertigungslinien für 30 mal 30 Quadratzentimeter große Module, sowohl für Silizium- als auch für Kupfer-Indium-basierte Dünnschichtzellen (CIS). Das PVcomB wird teilweise privat, teilweise öffentlich gefördert.

Zitat

„Die Industrie ist schneller gewachsen als die Ausbildungsmöglichkeiten.“

Photovoltaics Thin-Film Week

Vom 20. bis 24. April findet in Berlin die Dünnschichtwoche mit drei Veranstaltungen statt. In der ersten Veranstaltung geht es um ein besseres Verständnis von Alterungserscheinungen. In der zweiten Veranstaltung können sich Spezialisten aus Industrie und Forschung informell austauschen. Im von der Solarpraxis AG organisierten Thin-Film Industry Forum geht es um die breitere Perspektive der Entwicklung der Dünnschichtphotovoltaik:

https://www.helmholtz-berlin.de/projects/pvcomb

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