Fraunhofer ISE steigert Effizienz von multikristallinen Solarzellen auf 22,3 Prozent

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat den Wirkungsgrad von multikristallinen Solarzellen auf 22,3 Prozent weiter verbessert. Die Verwendung von hochreinem Silizium des Projektpartners Wacker Chemie sowie gezielte Anpassungen bei der Kristallisation und bei den Zellprozessschritten auf die Bedürfnisse des multikristallinen Ausgangsmaterials hätten den neuen Rekord ermöglicht, berichten die Freiburger Forscher am Montag. Erst vor wenigen Monaten hatten sie den Wirkungsgrad der multikristallinen Solarzellen steigern können. Mit dem Sprung über die „magische Grenze von 22 Prozent“ sei nun die Lücke zu Solarzellen, die mit monokristallinem Silizium hergestellt werden, wieder etwas verkleinert worden. Nach Angaben des Fraunhofer ISE hat multikristallines Silizium einen Anteil von 57 Prozent bei der weltweiten Modulproduktion.

Eine wichtige Rolle beim Erreichen des neuen Wirkungsgradrekords spielten eine optimierte Plasmatextur sowie die am Fraunhofer ISE entwickelte Tunnel Oxide Passivated Contact-Technologie (TOPCon) für die Rückseitenkontaktierung, hieß es weiter. Bei diesem Verfahren würden die elektrischen Kontakte strukturierungsfrei auf einer leitfähig passivierten Oberfläche der Solarzelle angebracht. Ladungsverluste ließen sich auf diese Weise reduzieren und Strom deutlich effizienter gewinnen.

»Der Schlüssel zum Erfolg war die gesamtheitliche Betrachtung und Optimierung aller Schritte von der Kristallisation bis hin zu den einzelnen Solarzellenprozessen. Durch die enge Zusammenarbeit zwischen der Charakterisierung, der Kristallisation und der Solarzellentechnologie konnten wir Schritt für Schritt die Verlustmechanismen reduzieren und eine optimierte Prozesskette erarbeiten“, erklärte Martin Hermle, Abteilungsleiter Vorentwicklung Höchsteffiziente Siliciumsolarzellen am Fraunhofer ISE.

Die Freiburger Wissenschaftler werden ihre neue Weltrekordzelle am Donnerstag auch auf der EU PVSEC vorstellen. »Diese erfolgreichen Ergebnisse bei der Steigerung der Solarzelleneffizienz basieren auf einer kontinuierlichen Entwicklung und zeigen die Stärke der europäischen Forschung. Gleichzeitig weisen sie den Weg für den Einstieg Europas in eine Weltmarkt-relevante Produktion der nächsten Technologiegeneration«, erklärte Stefan Glunz, Bereichsleiter am Fraunhofer ISE.

Das Projekt „multiTOP“, in dessen Rahmen die Erfolge erzielt wurden, läuft noch bis März 2018 und ist vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. Die Wissenschaftler halten das Potenzial für die Effizienz von multikristallinen Solarzellen noch nicht für ausgereizt.