„Rock-Star“: Fraunhofer ISE beschleunigt Druckverfahren für Solarzellen

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Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat mit der ASYS Automatisierungssysteme GmbH eine neue Fertigungsanlage entwickelt, die den Durchsatz beim Drucken von Solarzellen, um den Faktor 1,5 erhöht. Dafür hätten sie erstmals das Rotationssiebdruck- und das Flexodruckverfahren eingesetzt. Die Taktzeit sinke damit auf 0,6 Sekunden pro Solarzelle – deutlich schneller als die 0,9 Sekunden im bisher vorherrschenden Flachbett-Siebdruckverfahren.

„Der Druck ist damit ein Flaschenhals im Produktionsprozess von Silizium-Solarzellen, und auch im Beschichtungsprozess von Stückgut-Komponenten in vielen anderen Branchen“, erklärte Florian Clement, Leiter der Abteilung Produktionstechnologie – Strukturierung und Metallisierung am Fraunhofer ISE. Die entwickelte Demonstrator-Anlage für die Hochdurchsatz-Metallisierung könne den Prozess nun deutlich beschleunigen. Zudem sei der neue Prozess auch für den funktionalen Druck im Bereich Wasserstofftechnologie, Sensorik oder Leistungselektronik einsetzbar.

Die Anlage verfüge über ein neu entwickeltes Hochdurchsatz-Transportsystem. Dabei werden die zu beschichtenden Bauteile auf autonomen „Shuttles“ mit hoher Geschwindigkeit und Präzision durch Druckwerke der Schweizer Maschinenbaufirma Gallus Ferd. Rüesch AG, die zur Heidelberger Druckmaschinen AG gehört, transportiert und mit feinsten Strukturen passgenau beschichtet, wie die Freiburger Wissenschaftler mitteilten. Je nach Anforderung könne ein Rotationssiebdruckwerk oder ein Flexodruckwerk zugeschaltet werden, weitere Druck- und Beschichtungsverfahren wie Multi-Nozzle Dispensing und Tiefdruck seien aufgrund der modularen Bauweise ebenfalls integrierbar.

Im Zuge des Proof-of-Concept solle nun gezeigt werden, dass sich der Durchsatz des Druckprozesses um den Faktor 1,5 erhöhen lasse. Doch die Forscher hoffen noch auf mehr. „Die Anlage hat das technische Potenzial den Durchsatz im Vergleich zu Siebdruckanlagen zu verdoppeln“, ergänzte Andreas Lorenz, Projektleiter am Fraunhofer ISE. Das neue Verfahren und der Demonstrator seien im Zuge der Forschungsprojekte „Rock-Star“ und „Rock-IT“ entwickelt worden. Dies erhielten Fördermittel des Bundesforschungs- und -wirtschaftsministeriums.

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