Neue Zell- und Modultechnologien auf der SNEC

Das Modul war nicht bunt und gab auch keine lauten Geräusche von sich. Damit fiel es auf der SNEC in Shanghai, die sich unter anderem durch den hohen Geräuschpegel und die starken optischen Reize von der Intersolar Europe unterscheidet, eigentlich nicht besonders auf. Trotzdem zog es dieses Modul die Aufmerksamkeit vieler Besucher auf sich, da es schon wieder anders aussah als die Halbzellenmodule, die derzeit als State-of-the-Art gelten.

In den heutigen Standardmodulen werden die Zellen mit einem kleinen rund 2 Millimeter breiten Abstand im Modul verlötet. In dem neuen Modul sind sie in vertikaler Richtung nahtlos aneinandergefügt. In horizontaler Richtung bleibt wie bisher der kleine Zwischenraum bestehen. Besagtes Modul plus Menschentraube war bei Jinko zu sehen, aber auch etliche andere Hersteller hatten entsprechende Ausstellungsstücke und Pressemitteilungen wie etwa Longi. Die neue Modulart wird auf englisch je nach Hersteller als seamless (nahtloses), gapless (lückenloses) oder paved (gepflastertes/gekacheltes) Modul bezeichnet.

Diese neuen Module sind eine Kompromisslösung zwischen derzeitigen Halbzellenmodulen und geschindelten Modulen. Bei den geschindelten Modulen werden die Zellen in noch kleinere Stücke geteilt auch in horizontaler Richtung überlappend angeordnet. Beide Varianten, nahtlos und geschindelt, erlauben es, die Modulfläche besser zu nutzen als derzeit und damit höhere Modulwirkungsgrade zu erreichen. So gibt Jinko bei dem „Swan Plus“ genannten Ausstellungsstück eine Leistung von 460 Watt an. Es enthält zwei Halbzellenreihen mehr als das „Swan“-Modul, das der Hersteller auf der Intersolar vorgestellt hatte, und entspricht einem 78-Zeller. Damit dürfte das neue Modul etwas länger sein, obwohl die Zellzwischenräume wegfallen.

Während die Zellen geschindelter Module mit klebenden leitenden Folien verbunden werden, werden die nahtlosen Module weiter verlötet. Dazu wird ein Verbinderstück so zwischen die Zellen gelegt, dass er einen Busbar auf der Oberseite mit der Rückseite der benachbarten Zellen verbindet. Es blieb auf der Snec allerdings unklar, wie weit die Integration in die Produktionslinien schön entwickelt ist.

Auch bei der Zellentwicklung tut sich nach wie vor viel. Vor einem Jahr aus nächste mögliche Welle nach Perc diskutiert, ist „TOPcon“ inzwischen in aller Munde, teilweise auch als „POLO“ bezeichnet. Etliche Aussteller nutzten Topcon als Schlagwort, um Besucher anzuziehen. Ganz neu ist diese Technologie jedoch nicht. LG nutzt sie bei den n-Typ-Modulen schon länger. Die Herausforderung für die Hersteller ist vor allem, möglichst günstige Produktionsmethoden zu finden, mit denen sich niedrige Stromgestehungkosten erreichen lassen.

Als Alternativmethode zu Topcon ist auch die Heterojunktion-Technologie im Kommen. Panasonic nutzt sie bereits seit langem. Dass sich nun auch andere Hersteller dafür entscheiden, dürfte daran liegen, dass nun Produktionstechnologien erhältlich sind, die nach Aussagen der Anbieter kostengünstiger sind.

Nachdem REC auf der Intersolar Heterojunktion-Zellen und Module präsentiert hat, die mit einer Linie von Meyer Burger produziert werden, hat Jinko auf der Snec ein entprechendes Ausstellungsstück präsentiert, das nach einer Unternehmensmitteilung bereits kommerziell erhältlich ist. Es liefert mit 72 Zellen eine Modulleistung von 469,3 Watt. Um diese Leistung zu erreichen, haben die Entwickler Zellen mit 158,75 Millimeter Kantenlänge genutzt, das ist etwas mehr als die bisherige Standard von 156 Millimeter. Generell gibt es einen Trend zu größeren Wafern. So hat etwa auch Longi bereits entsprechende Entwicklungen zu 166 Millimeter Wafern angekündigt. Jinko nennt seine Technologie im Übrigen „HOT“, das steht für „heterojunction oxigen technology“. Nächstes Jahr soll die Kapazität laut Gulnara Abdullina, General Manager Africa and Middle East, auf ein Gigawatt Modulleistung pro Jahr hochgefahren werden.

Auch Zongwei, an dem Tongwei ein Drittel der Anteile hält, hat angekündigt, jetzt schrittweise ein Gigawatt Kapazität aufzubauen. Risen plant sogar eine 2,5 Gigawatt-Heterojunction-Fabrik. Maschinen für die ersten 500 Megawatt werden Ende 2020 erwartet.

Verschiedene Technologien im Kommen

Für Außenstehende ist es schwer abzuschätzen, ob p-Typ-Topcon, n-Typ-Topcon oder Heterojunction die derzeit Kosten effizienteste Technologie sind. Derzeit scheint sich herauszukristallisieren, dass sich für die vielen p-Typ-Perc-Linien der Upgrade zu n-Typ-Topcon-Linien eher lohnt als zu p-Typ-Topcon-Linien, auch wenn der Technologieschritt größer ist. Manche haben vielleicht noch zu viel Ehrfurcht davor, dass sie für n-Typ-Topcon Bor statt Phosphor im Diffusionsprozess nutzen müssen. Diese werden sich dann vielleicht für p-Typ-Topcon entscheiden.

Ähnlich Abwägungen dürfte es geben, wenn man eine ganz neue Zelllinie plant und man sich zwischen Topcon und Heterojunction entscheiden muss. Heterojunction könnte bei neuen Fabriken in puncto Kosteneffizienz die Nase vorn haben, doch was für einen Hersteller am Ende die beste Lösung ist, lässt kaum allgemein beurteilen. Die am Ende möglichen Modulkosten hängen von vielen Parametern ab, die sich von Fall zu Fall unterscheiden, wie zum Beispiel die Betriebskosten von den Stromkosten, die für energieintensivere Technologien eine größere Rolle spielen. Dazu gehören auch politische Rahmenbedingungen, wie das chinesische Toprunner-Programm, das in Ausschreibungen neue Technologien bevorzugt, und ob lokale Anbieter mit ihrer Technologie bevorzugt werden.

Europäische Maschinenbauer in Shanghai

Immer noch sehen etliche deutsche Maschinenbauer eine Chance, zur Umstellung auf Topcon und Heterojunction-Technologie beitragen zu können und sind in Shanghai mit Ständen vor Ort, etwa Meyer Burger und von Ardenne. Inzwischen gibt es jedoch bekanntermaßen auch viel chinesische Konkurrenz für die europäischen Maschinenbauer. Wie lange diese in China noch relevante Marktanteile halten können, weiß niemand. Viele haben Produktionslinien vor Ort aufgebaut, um weiter aktiv zu sein. Ohne diese sei man oft gar nicht mehr konkurrenzfähig, sagt etwa OIiver Voigt, Head of Sales & Products bei RCT Solutions. Die Produktion vor Ort spart Transportkosten und verringert Lieferzeiten.

Nach wie vor sind die europäischen Firmen davon überzeugt, technologisch vorne zu liegen. RCT etwa mit einem „MCCE“ genannten Texturierungsprozess, mit dem umgedrehte Pyramiden in die Oberfläche von Wafern geätzt werden. Im Gegensatz zu Wafern mit herkömmlichen zufällig angeordneten Pyramiden liege der Wirkungsgrad der damit hergestellten Zellen um vielleicht 0,15 bis 0,2 Prozentpunkt höher.

Vielleicht ist es ein gutes Omen für die europäischen Unternehmen, dass auf der Auftakt-Podiumsdiskussion der SNEC die Repräsentanten einer Handvoll namhafter chinesischer Hersteller betont haben, wie wichtig es sei, das intellektuelle Eigentum zu schützen. Das könnte auch vor dem Hintergrund wichtiger werden, dass der Anteil des chinesischen Installationsmarktes an dem Weltmarkt sinkt. Dort ist das Risiko höher, sich dem Vorwurf der Patentverletzung auszusetzen.

Auch auf der SNEC selbst dürfte sich bemerkbar machen, dass der chinesische Markt im Volumen zwar noch riesig, aber eben kleiner ist als in der Vergangenheit. Gleiches dürfte für die Messe gelten. Viele Beobachter sagten, es sei ruhiger gewesen als im Vorjahr und einige der 17 Hallen waren nicht ganz gefüllt. Es fällt außerdem auf, dass die SNEC stärker als die Intersolar (oder besser The smarter E Europe) noch sehr stark auf Solartechnik bezogen ist und Speicher und Netzintegration eine kleinere Rolle spielen. Auch Heimspeicher sind in China noch kein großes Thema.