Umweltverträglichere Siliziumsolarzellen
Den Energiebedarf bei der Herstellung von Siliziumsolarzellen reduzieren und besser verfügbare Materialien einsetzen - das sind die zwei großen Ziele des europäischen Projekts SiLEAN (Silicon solar cells with Low Environmental footprint and Advanced Interfaces). Das Kick-Off Meeting fand diese Woche statt.
Die Projektpartner entwickeln neue Konzepte für die Produktion von Silizium-Heterojunction Solarzellen und arbeiten daran die Materialien Silber und Indium durch besser verfügbare Materialien zu ersetzen. Dadurch reduziert sich zum einen der ökologische Fußabdruck bei der Herstellung, zum anderen erleichtert es die für die Energiewende notwendige technologische Aufskalierung in den Terrawatt-Bereich zu günstigen Preisen. Das Forschungszentrum Jülich (Bereich Photovoltaik, Abteilung Silizium Heterojunction Solarzellen und -Module, IEK-5) koordiniert das Projekt, an dem Partner aus Deutschland (Nexwafe), den Niederlanden (TU Delft, Uniresearch, PVWorks), Belgien (IMEC), Italien (3SUN) und der Schweiz (GraphEnergyTech) beteiligt sind. SiLEAN wird durch die Horizon Europe Initiative mit knapp 3 Millionen Euro gefördert und hat eine Laufzeit von 3 Jahren.
SiLEAN verwendet anstelle der weit verbreiteten Czochralski Silizium-Wafer, die in einem aufwendigen und energieintensiven Verfahren hergestellt werden, neuartige, aus der Gasphase bei niedrigen Temperaturen auf einem Substrat abgeschiedene Silizium-Wafer. Hierdurch wird eine Kostenreduktion der Wafer um 50% sowie eine Einsparung an CO2-Emissionen von bis zu 75% erwartet. Ein weiterer technologischer Knackpunkt ist das in der Kontaktierung verwendete Silber, das zwar sehr gute Materialeigenschaften besitzt, dessen Verfügbarkeit aber schnell an ihre Grenzen stoßen wird, wenn die Produktionskapazitäten für Solarmodule weiter steigen. Im Projekt SiLEAN untersuchen die Partner Kupfer und Graphen als Alternativen. Weitere Optimierungen der Solarzellenarchitektur finden an den Passivierschichten und den Kontaktschichten statt. Dadurch soll der Wirkungsgrad der Solarzellen weiter erhöht werden.
Ansprechpartner
Dr. Karsten Bittkau
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
- Institute of Energy Materials and Devices (IMD)
- Photovoltaik (IMD-3)
Raum 3004