Kostengünstigere Solarzellen – bald aus Sachsen?

Eine technologische Revolution in der Photovoltaik planen Wissenschaftler der Technischen Universität Chemnitz gemeinsam mit vier mittelständischen sächsischen Unternehmen. Sie wollen ein kostengünstigeres Verfahren zur Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen auf Silizium-Basis entwickeln. Der Grund: Derzeitige Solarzellen, die Sonnenenergie umweltschonend direkt in elektrische Energie umwandeln, haben einen relativ niedrigen Wirkungsgrad und hohe Herstellungskosten.

An der Professur Anorganische Chemie der TU Chemnitz werden unter Leitung von Prof. Dr. Heinrich Lang neuartige, siliziumorganische Verbindungen hergestellt. Anschließend werden sie auf entsprechende Substrate aufgebracht. Während die Chemiker dafür Sprühverfahren nutzen, verwendet die Professur Digitale Drucktechnologie und Bebilderungstechnik unter Leitung von Prof. Dr. Reinhard R. Baumann spezielle Druckverfahren. Diese Substrate lassen sich im Anschluss durch thermische bzw. photochemische Nachbehandlung in Halbleiterschichten umwandeln. Im Labor der Professur Halbleiterphysik werden Forscher um Prof. Dr. Dietrich R.T. Zahn die Schichten eingehend charakterisieren. Zudem befindet sich eine so genannte „In-Line Analytik“ in der Entwicklung, mit der die erzeugten Schichten bereits während des Produktionsprozesses charakterisiert werden, was eine minimale Reaktionszeit zur Prozesskontrolle zulässt.

Die grundlegende Erforschung dieser neuen Technik an der TU Chemnitz wird durch Bundes- und Landesmittel gefördert. So entsteht in diesem Rahmen ein neues Chemielabor im Universitätsteil Straße der Nationen 62. „Das Projekt gliedert sich hervorragend in das Forschungsschwerpunktfeld „Smart Systems and Materials“ der TU Chemnitz ein“, versichert Zahn. Sobald die Grundlagenforschung abgeschlossen sei, soll das neue Verfahren mit Hilfe der Industriepartner zur Marktreife gebracht werden. Zu den beteiligten Unternehmen gehören das Institut für innovative Technologien ITW e. V. Chemnitz, die SIGMA Chemnitz GmbH, die SITEC Industrietechnologie GmbH Chemnitz und die DTF Technology GmbH Dresden.

„Das neue Verfahren bringt eine deutliche Zeit-, Material- und Energieeinsparung mit sich“, sagt Hans Freitag, Mitglied der Geschäftsleitung der SIGMA Chemnitz GmbH. Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens liege in der extrem hohen Materialausbeute im Vergleich zu derzeit angewandten kostenintensive Vakuum-, Lithographie- sowie Hochtemperaturprozessen. „Dieser Effekt schlägt sich positiv in der Kostenstruktur nieder und ermöglicht aus Sicht der beteiligten Unternehmen künftig eine einfache, massentaugliche Herstellung“, ergänzt Freitag.

Weitere Informationen erteilen Prof. Dr. Dietrich R.T. Zahn, Telefon 0371 531-33036, E-Mail zahn@physik.tu-chemnitz.de, Prof. Dr. Heinrich Lang, Telefon 0371 531-31673, E-Mail heinrich.lang@chemie.tu-chemnitz.de sowie Hans Freitag, Telefon 0371 2371-102, E-Mail hans.freitag@sigma-chemnitz.de