Alba und Quebec in Bitterfeld

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An der Bitterfelder Sonnenallee, zu der schon von der Autobahn A 9 Wegweiser mit der Kennzeichnung „Solar Valley“ führen, ist ein weiterer Neubau fertig. „Reiner-Lemoine-Forschungszentrum“ steht an der Fassade des zweigeschossigen Gebäudes, das ansonsten rein äußerlich das typische Zweck-Design der Nachbarschaft aufweist: Fenster mit Büros dahinter, Metallfassade mit einigen Türen, an denen noch behelfsmäßige Zettel vor dem unbefugten Öffnen warnen: „Vorsicht Reinraum“.

Q-Cells hat sich das insgesamt 49 Millionen Euro – davon 18 Millionen Fördermittel – teure Forschungszentrum geleistet, von der Planung bis zur Inbetriebnahme Ende August vergingen nur zwei Jahre, im Januar 2007 wurde der Grundstein gelegt. Jetzt testen, prüfen und tüfteln hier bereits 250 Ingenieure und Techniker an den Fertigungsanlagen und versuchen neuen, innovativen Zellkonzepten die Kinderkrankheiten auszugetrieben. Eine komplette Pilotlinie wurde dafür aufgebaut. Diese besteht nicht aus Standardanlagen, sondern aus vom durchgängigen Prozess entkoppelten Einzelgeräten, mit denen die neuralgischen Fertigungstechnologien als Einzelschritte optimiert und für die Serienproduktion fit gemacht werden können. Dazu kommen noch Einzellabore und ein Modulcenter, in dem Versuche zur Lebensdauer nach IEC-Norm simuliert werden können. Noch in diesem Jahr soll der Testbetrieb vierschichtig laufen, berichtet Technologievorstand Florian Holzapfel. Die Zahl der Mitarbeiter im Forschungszentrum soll dann auf 300 aufgestockt werden. Insgesamt hat das Unternehmen inzwischen die Grenze von 2.000 Beschäftigten überschritten. Erst im September nahm das neue Tochterunternehmen Solibro die Fertigung von Modulen auf der Basis von Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid-Dünnschichttechnik auf. Mit der Inbetriebnahme einer weiteren Q-Cells- Fertigungslinie im nächsten Jahr sowie dem Wachstum der in unmittelbarer Nachbarschaft angesiedelten Beteiligung EverQ soll der Standort Bitterfeld-Wolfen bis Ende 2010 bereits 5.000 Beschäftigte zählen.

Wie alles anfing

Begonnen hat die heute so stolze Entwicklungsabteilung bei Q-Cells mit einem gut zehn Quadratmeter kleinen Laborraum. Jörn Suthues war damals schon mit dabei, nur wenig länger als fünf Jahre ist dieser Anfang alt. „Wir haben damals schon Materialuntersuchungen und Messungen gemacht, später bekamen wir dann mit 30 Quadratmetern schon viel mehr Platz, aber was ist das im Vergleich zu den Möglichkeiten, die wir jetzt haben“, sagt der Laborleiter, der jetzt jeweils 200 Quadratmeter im Chemie- und im Messlabor zur Verfügung hat. In den neuen Räumen werden Materialproben mit Chemikalien untersucht, Analysemethoden zur Prozessbadkontrolle getestet und die nasschemischen Prozesse den neuen Zellkonzepten angepasst. Im Optik-Bereich werden Einflüsse von Lichtstrahlungen, Temperaturen oder anderen Parametern auf die Zellen oder das Ausgangsmaterial untersucht.

Im Erdgeschoss stehen rund 3.000 Quadratmeter Fläche zur Verfügung, der Reinraumbereich davon ist rund 600 Quadratmeter groß, wobei der „Finger 1“ genannte Gebäudeabschnitt 1.000 Quadratmeter erreicht. Hier befindet sich die Forschungslinie für die Verbesserung von Zellkonzepten aus dem Labor. Zunächst beschränkt sich die Arbeit auf insgesamt drei neue kristalline Zellkonzepte für Q-Cells. Später sollen dann auch Dünnschichtkonzepte, wie sie beispielsweise die Q-Cells-Beteiligung EverQ nutzt, einbezogen werden, sagt Holzapfel. Bereits jetzt stehen für die Entwicklung staatliche Forschungszuschüsse von vier Millionen Euro zur Verfügung.

Während Q-Cells heute Zellen mit einem Wirkungsgrad von 15 bis 17 Prozent fertigt, werden mittelfristig 21 bis 23 Prozent angestrebt. Mit rückseitig kontaktierten Zellen, neuen Metallisierungsverfahren und besonders reinem Material werden diese Werte in der Einzelfertigung heute schon erreicht. Allerdings sind diese Zellen nicht kompatibel zur heutigen Fertigung und damit um ein Vielfaches teurer als die übliche Produktion.

Alba und Quebec

Die Projekte haben geheimnisvoll klingende Namen: Alba oder Quebec. Wobei letzter schlichtweg von der Stadt abgeleitet wurde, aus der die Idee kommt. Was sich exakt dahinter verbirgt, will Holzapfel natürlich nicht genau sagen. Speziell dotiertes Silizium, das so genannte N-Type-Material, dielektrisch passive Zellen, eine verbesserte Optik, um Reflexionsverluste zu minimieren oder das so genannte Emitter-wrap- through-Design nennt er als Schlagworte. Hinter letzterem verbirgt sich einer der Grundansätze für die Zellen der neuen Generation: Da die bisher typischerweise auf der Vorderseite angebrachten Kontakte und Leiterbahnen einen Teil der Zellenfläche benötigen, lässt sich der Wirkungsgrad steigern, wenn diese Verbindungen auf der Rückseite angebracht werden. Zudem werden neue Sputter- und nasschemische Galvanik-Verfahren getestet, ebenso modifizierte Laserscreen-Printing-Verfahren. Durch die Optimierung von bis zu 40 Prozessschritten, die Verringerung der Zellstärke auf 80 Mikrometer, den Ersatz von Silber und eine hohe elektrische Ausbeute soll jedoch die Quebec-Zelle schon in wenigen Jahren konkurrenzfähig sein. Gleichzeitig hat Q-Cells ankündigt, bis zum Jahr 2014 oder spätestens 2015 das Preisniveau seiner Produktion bis zum Erreichen der Netzparität abgesenken zu wollen. „Wir müssen in diesen wenigen zur Verfügung stehenden Jahren die Fertigungstechnologie um rund 50 Prozent kostengünstiger gestalten“, sagt Q-Cells-Chef Anton Milner.

Benannt ist das neue Forschungszentrum übrigens nach dem 2006 verstorbenen Mitbegründer von Q-Cells, Reiner Lemoine, der vor allem für die technische Ausrichtung des Unternehmens verantwortlich war.