Meyer Burger nimmt neuen Anlauf zur Industrialisierung von Heterojunction-Perowskit-Tandemsolarmodulen

Meyer Burger ist eine neue Partnerschaft eingegangen, um die Perowskit-Tandemtechnologie zu industrialisieren. Dazu sei eine mehrjährige Kooperationsvereinbarung mit dem CSEM aus der Schweiz, dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg und dem Institut für Photovoltaik an der Universität Stuttgart geschlossen worden. Ziel sei die Produktion von Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von mehr als 30 Prozent, wobei die dazu notwendige Produktionstechnologie ausschließlich in der eigenen Fertigung von Meyer Burger eingesetzt werden soll, wie es am Dienstag von dem Schweizer Photovoltaik-Hersteller hieß.

„Meyer Burger verfügt auf Basis langjähriger eigener Entwicklungen über ein umfassendes Portfolio an Prozessen, Technologien und Produktionstechniken für eine eigene potenzielle Massenfertigung von Tandemsolarzellen und -modulen“, sagt Marcel König, Leiter der Abteilung Forschung und Entwicklung bei Meyer Burger. „Dies umfasst die wesentlichen Fertigungsprozesse und -maschinen für Perowskit-Tandemsolarzellen auf Siliziumbasis sowie entsprechende Solarmodule mit Meyer Burgers proprietärer Smartwire-Verbindungstechnologie. In Kombination mit den Kompetenzen unserer Partner aus der Wissenschaft ist das ein einzigartiger Schlüssel zum Erfolg.“

Es ist quasi ein neuer Anlauf von Meyer Burger: Mitte 2021 kündigte Oxford PV die Kooperation mit Meyer Burger auf, bei der es ebenfalls um die Entwicklung von Perowskit-Tandemsolarzellen ging. Auf diese Arbeit will der Photovoltaik-Hersteller aufbauen und auch auf die damals entwickelten proprietären Technologielösungen zurückgreifen. Die Perowskit-Technologie sei ein wesentlicher Meilenstein der Innovation-Roadmap, hieß es von Meyer Burger weiter.

Erste Erfolge bei der Entwicklung seien auch bereits erreicht worden. So erzielten das CSEM und Meyer Burger einen Rekordwirkungsgrad von 29,6 Prozent für eine 25-Quadratzentimeter-Perowskit-Tandem-Solarzelle. Dafür kombinierten die Forscher Heterojunction-Siliziumzellen mit Perowskit-Strukturen. „Dieses hervorragende Ergebnis zeigt das Potenzial von Silizium-Perowskit-Tandemzellen, hohe Wirkungsgrade zu erzielen“, sagt Professor Christophe Ballif, Direktor Sustainable Energy am CSEM. „Auch wenn noch viel Arbeit vor uns liegt, ist die Industrialisierung von Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von über 30 Prozent auf dem richtigen Weg.“

Auch das HZB forscht seit langem an der Perowskit-Technologie und erreichte bei der Kombination mit Heterojunction-Zellen im Labor bereits Wirkungsgrade von mehr als 31 Prozent. Diese Ergebnisse wolle man nun mit Meyer Burger und den weiteren Partnern in die Massenfertigung überführen. „Meyer Burger fertigt in Europa und schafft dadurch hochwertige Arbeitsplätze. Dabei verwertet das Unternehmen Technologien, die in Europa entwickelt wurden“, sagt Rutger Schlatmann, Direktor des Kompetenzzentrum Photovoltaik Berlin (PVcomB) am HZB.

Zentrale Bedeutung für den Erfolg der Perowskit-Silizium-Tandemtechnologie ist ein stabiler industrieller Herstellungsprozess und eine hohe Zuverlässigkeit der Module. „Ziel ist es, dass Perowskit-Silizium-Module in Sachen Zuverlässigkeit und Langlebigkeit dem hohen Standard entsprechen, den die klassische Silizium-Photovoltaik-Technologie gesetzt hat“, sagt Andreas Bett, Institutsleiter am Fraunhofer ISE. Sein Institut wolle sich bei der Skalierung der Fertigungsprozesse sowie der Zertifizierung der Solarmodule einbringen.

Die Stuttgarter Forscher wiederum befassen sich intensiv mit den Eigenschaften der neuen Materialien für die neue Solarzellen-Technologie. Bei Perowskiten handelt es sich um eine neue Klasse von Halbleitern, die im gesamten sichtbaren und im Infrarot-Bereich Licht emittieren und absorbieren, die aus preiswerten, häufig vorkommenden Einzelkomponenten bestehen. „Nur mit einem schlagkräftigen Team kann es gelingen, die Perowskit-Halbleiter in ein nachhaltiges und wettbewerbsfähiges Produkt zu überführen“, sagt Michael Saliba, Direktor des Instituts für Photovoltaik (ipv) der Universität Stuttgart. Meyer Burger komme dabei eine Schlüsselrolle zu. Die Forschungserfolge in die Massenfertigung zu überführen sei elementar, um eine Photovoltaik-Produktion „Made in Europe“ zu etablieren, so Saliba.