Effizientere Solarzellen herstellen

Solarzellen, die aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS – Copper Indium Gallium diSelenide) bestehen, wirken erheblich effizienter beim Umwandeln von einfallendem Sonnenlicht in Elektrizität als herkömmliche Zellen, die aus amorphem Silizium (a-Si) gefertigt sind. Das Problem jedoch ist, dass sie beträchtlich teurer in der Herstellung sind.

Zwei spanische (CIEMAT und INASMET) und zwei deutsche (IPE and ZSW) Organisationen, die sich auf die Forschung im Bereich der erneuerbaren Energien konzentrieren, haben ihre Ressourcen und ihr Wissen vereint, um sich dieser Herausforderung zu stellen.

Ein Teil ihrer Forschungsarbeit konzentrierte sich auf die verschiedenen Behandlungsmethoden von Metallen, die als Trägermaterial für die CIGS-Schichten verwendet werden. Je glatter das Metall ist, umso besser. Es wurden verschiedene Verfahren einschließlich dem elektrochemischen und dem mechanischen Polieren sowie der Ablagerung von SiOx an zwei Metallen getestet: ferritischem Chromstahl und Titan.

Die entstandenen Metallfolien wurden im Hinblick auf ihre Glätte getestet. Dabei wurden Analysemethoden basierend auf Atomskalen, wie die Rasterelektronenmikroskopie (REM), die Rasterkraftmikroskopie (RKM) und die Sekundär-Ionenmassenspektronomie, (SIMS) angewandt. Die Ergebnisse der Analyse zeigen an, dass das mechanische Polieren vorzuziehen ist.

Die spanischen und deutschen Wissenschaftler haben auch die Effektivität des Aufsetzens von dielektrischen und leitfähigen Schichten auf die Oberfläche der Metallfolien untersucht, um die Verschmutzung der CIGS-Schicht durch metallische Trägermaterialien zu hemmen. Das Ergebnis dieser gemeinsamen Arbeit ist eine neue chemische Behandlungsmethode, die schädliche Elemente entfernt, bevor sie destruktive Grade erreichen. Die Unternehmensvereinigung versucht diese Forschungsarbeit weiter auszuweiten, um die CIGS-Technologie schließlich gegenüber dem a-Si-Verfahren wirtschaftlich wettbewerbsfähig zu machen.