Solarenergie: Kleine Zellen, große Leistung

Saubere Strukturierung einer CIS-Dünnschichtsolarzelle mit einem Pikosekundenlaser ohne zerstörende Wärmeeffekte, Laserzentrum Hochschule München

Solarenergie – unendlich verfügbar und umweltfreundlich, frei von CO2-Emissionen oder anderen Abgasen, unabhängig von Erdölexporten, geringer Verlust beim Energietransport durch dezentrale Photovoltaikanlagen. Doch die Kosten zur Herstellung von Solarzellen sind zurzeit noch zu hoch, um diese Technologie flächendeckend zum Einsatz zu bringen.

Deshalb fördert das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) am Laserzentrum Hochschule München (LHM) ein Projekt zur Effizienzsteigerung des Produktionsprozesses von Solarmodulen. In Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Avancis GmbH & Co. KG. sollen die Solarmodule in der Herstellung kostengünstiger werden, gleichzeitig soll sich durch Erhöhung der Prozess- Reproduzierbarkeit ihr Wirkungsgrad erhöhen.

Mit knapp 870.000 Euro Fördersumme allein für die Münchner Wissenschaftler am LHM ist dies das größte öffentlich geförderte Einzelprojekt an der Hochschule München.

Im Projekt wird mit Dünnschicht-Solarzellen aus Kupfer-Indium-Diselenid (CIS) gearbeitet, die einen sehr geringen Materialverbrauch aufweisen und in einem Durchlaufprozess effektiv produziert werden können. Der Produktionsprozess nutzt normales Fensterglas als Substrat. Dennoch ist im Vergleich zu anderen Dünnschicht- Solartechnologien der Wirkungsgrad dieser Solarzellen hoch und erreicht mit einem Zellenwirkungsgrad von fast 20% für kleine Laborzellen und einem Modulwirkungsgrad von über 13% den von konventionellen polykristallinen Silizium-Solarzellen. Bislang führt die industrielle Strukturierung der Dünnschichten mit Nanosekunden- Lasern oder mit mechanischen Ritzwerkzeugen zur Schädigung der einzelnen Schichten.

Bei Pikosekunden-Lasern hingegen, die bei dem Projekt am LHM verwendet werden sollen, ist die Dauer der Lichtimpulse so kurz, dass die obere Schicht strukturiert werden kann, ohne darunter liegenden Schichten durch die Ausbreitung von Wärme zu zerstören. In dem Projekt gilt es, die Prozessgeschwindigkeit für eine industrielle Anwendung zu verbessern und am Ende der Projektlaufzeit einen industrietauglichen Pikosekunden-Laserprozess in die Produktion zu implementieren.

Weitere Informationen bei Prof. Dr. Heinz Huber, Laserzentrum Hochschule München: heinz.huber@hm.edu

Media Contact

Christina Kaufmann Hochschule München

Weitere Informationen:

http://www.hm.edu

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