Der nächsten Solarzellen-Generation einen Schritt näher

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22,02 Prozent Wirkungsgrad für eine so genannte n-Typ-PERT-Solarzelle, das meldete nun das belgische Forschungsinstitut imec vorgestellt. Das ist nach Aussage der Forscher damit die effizienteste Zelle, die auf beiden Seiten kontaktiert ist.

Rückseitenkontaktzellen, bei denen beide elektrische Pole der Zelle hinten liegen, haben demgegenüber zwar noch einen prinzipiellen Wirkungsgrad-Vorteil, weil auf der Vorderseite keine Fläche mehr durch Kontakte verdeckt sind. Der Vorteil der jetzt vorgestellten beidseitig kontaktierten Zelle aus Belgien ist dagegen, dass sie mit ähnlichen Fertigungsprozessen produziert wird wie die bisherigen Standardzellen und vermutlich auch von Modulherstellern ähnlich verarbeitet werden kann. Dadurch sinken grundsätzlich die Hindernisse für eine schnelle Umsetzung in der Praxis. Filip Duerinckx, Manager von imec’s n-PERT-Technologie Plattform, äußert sich in der Pressemitteilung überzeugt, dass die Technologie kurzfrisitg in den Markt gebracht werden kann.

Die Entwicklung bei den Zellen und Modulen erfolgte auch in der Vergangenheit immer schrittweise, indem die Hersteller kontinuierliche neue Prozesse in die Produktion einführen oder die bestehenden Prozesse verbessern.Dadurch steigt der Wirkungsgrad kontinuierlich um rund 0,3 Prozentpunkte pro Jahr.

Alles auf einmal umgesetzt

Will man eine Idee von der Technologie bekommen, muss man sich mit den Begriffen Passivierung, p-Typ und n-Typ beschäftigen (Lesen Sie hier ein Interview mit dem wissenschaftlichen Leiter der imec-Photovoltaik-Sparte Jef Poortmans auf unserer globalen Plattform, warum das Insitut jetzt auf PERT setzt). Das Kürzel PERT steht für "Passivated Emitter, Rear Totally Diffused" und beschreibt die so genannte Passivierung, mit der die elektronischen Verluste an den Rändern der Solarzelle verringert werden.

PERT ist dabei ähnlich dem Prinzip der PERC-Zellen, die derzeit von etlichen Herstellern in die Produktion gebracht werden oder gebracht worden sind, bei denen zum Beispiel durch einen selektiven Emitter die Verluste auf der Zellvorderseite und durch eine Rückseitenpassivierung mit Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid die Verluste auf der Rückseite freduziert werden. Der Begriff PERC bezieht sich auf p-Typ-Zellen, das meistens verwendet wird, während sich PERT auf n-Typ Zellen bezieht, die erst von wenigen Herstellern angeboten werden.

Bei n-Typ-Zellen-Zellen sind die beiden Dotierungen des Siliziums im Vergleich zu p-Typ-Zellen ausgetauscht. Die Wafer werden dazu zunächts n-dotiert. Sie sind unempfindlicher auf Verunreinigungen als p-Typ-Wafer und dadurch haben n-Typ-Zellen prinzipiell einen höheren Wirkungsgrad.

Dass sich diese nun vorgestellte Zelle inzwischen industriell produzieren lässt, hat auch mit den Fortschritten bei den Maschinenbauern zu tun. So nutzt das imec zur Rückseitenpassivierung die so genannte Atomic Layer Deposition. Dieentsprechenden Prototypen wurden bereits vor vier Jahren auf der PVSEC gezeigt (der Artikel erklärt auch die Möglichkeiten, wie die Standardzelle weiterentwickelt werden kann und in den letzten vier Jahren teilweise auch weiterentwickelt wurde). (Michael Fuhs)

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