Silizium-Photovoltaik ohne Ressourcenbegrenzung

In dem gemeinsam vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM und vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE betriebenen CSP, das in der Endausbaustufe mindestens 60 Arbeitsplätze bieten wird, entsteht ein weltweit einmaliges Kristallisations- und Materialanalysezentrum, in dem gezielte Forschung und Entwicklung zu Silizium-Material durchgeführt wird.

Fraunhofer-Gesellschaft und Land Sachsen-Anhalt planen gemeinsam neues Forschungszentrum für Silizium-Photovoltaik in Halle. Wichtiger Meilenstein auf dem Weg zum Solar Valley in Sachsen-Anhalt. Nachhaltige Stärkung der deutschen Solarzellenindustrie im globalen Wettbewerb.

Halle/Freiburg/München/Magdeburg – Das Wirtschaftsministerium Sachsen-Anhalt, der Vorstand der Fraunhofer-Gesellschaft und die Leiter der Fraunhofer-Institute für Werkstoffmechanik IWM in Halle und Freiburg und Solare Energiesysteme ISE in Freiburg verständigten sich auf die Gründung eines neuen Forschungszentrums – Center für Silizium-Photovoltaik, CSP – am Standort Halle/Saale.

In dem gemeinsam von den Fraunhofer-Instituten IWM und ISE betriebenen CSP, das in der Endausbaustufe mindestens 60 Arbeitsplätze bieten wird, entsteht ein weltweit einmaliges Kristallisations- und Materialanalysezentrum, in dem gezielte Forschung und Entwicklung zu Silizium-Material durchgeführt wird. Diese Arbeiten erfolgen in Zusammenarbeit mit Industriepartnern. In weiteren Schwerpunkten werden Konzepte für Silizium-Dünnschichtzellen und Modulintegration entwickelt. Der Aufbau der Forschungskapazität sollte nach erfolgter Zustimmung durch die EU möglichst noch 2007 in vorhandenen und angemieteten Gebäuden in Halle starten. Parallel soll mit der Planung eines Neubaus begonnen werden.

Die Initiatoren des Zentrums sind das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM mit seinen Standorten in Freiburg und Halle und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE mit seinen Standorten in Freiburg, Gelsenkirchen, und Freiberg. Das Fraunhofer IWM bringt sein Know-how auf dem Gebiet der Optimierung und Bewertung von Silizium-Prozesstechnologien und Modulintegration mit ein, das Fraunhofer ISE, das größte Solarforschungsinstitut in Europa, seine Kompetenzen in der Materialherstellung, Solarzellen- und Modulentwicklung und Charakterisierung. Das neue Forschungszentrum für Silizium- Photovoltaik am Standort Halle/Saale soll die bisherigen Aktivitäten beider Institute ergänzen und durch Nutzung von Synergien die Effektivität der bisherigen Aktivitäten weiter steigern. Die Institute stehen in engem Kontakt zu den Photovoltaikfirmen in Mitteldeutschland, welche gezielt durch die geplanten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten unterstützt werden sollen.

„Die geografische Nähe des Zentrums zu den in Mitteldeutschland ansässigen Unternehmen der Solarzellenindustrie wird uns auch inhaltlich näher zusammenbringen,“ meint Prof. Eicke R. Weber, Institutsleiter am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. „Die für Halle vorgesehenen Aktivitäten ergänzen sehr schön insbesondere das von uns gemeinsam mit dem Fraunhofer IISB (Erlangen) betriebene Technologiezentrum Halbleitermaterialien THM in Freiberg (Sachsen)“. In den drei Bundesländern Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen wurden 2005 15 Prozent der weltweit hergestellten Solarzellen produziert. „Damit dies so bleibt, muss der Technologievorsprung der hier ansässigen Firmen gewahrt und ausgebaut werden. Und das ist eine der Herausforderungen, der wir uns mit dem Forschungszentrum stellen“ argumentiert Professor Ralf B. Wehrspohn, Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM in Halle, „und dafür bietet das Forschungsumfeld in Halle mit seinem ausgeprägten Profil im Bereich der Mikrostrukturphysik einen ausgezeichneten Standort“. Besonders wichtig ist den beteiligten Partnern der Ausbau der Kooperation mit der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und dem Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik.

Wirtschaftsminister Dr. Reiner Haseloff begründet das Engagement des Landes Sachsen-Anhalt mit dem Ausbau der Arbeitsplätze in diesem Industriezweig: „Mittlerweile stammen nahezu 10 Prozent der weltweiten Solarzellenproduktion aus Sachsen-Anhalt. Wir haben bereits jetzt 1500 Arbeitsplätze in der Solarzellenindustrie und wir möchten den Ausbau auf über 5000 im Jahr 2010 mit dem neugegründeten Zentrum unterstützen. Dies stärkt uns nicht nur mit Blick auf diese Zukunftsbranche im internationalen Wettbewerb und erhöht zugleich die Attraktivität der Region für weitere industrielle Ansiedlungen“.

Die geplante Forschungsstrategie „Mehr Solarstrom aus weniger Silizium“ ist auch getrieben durch die Verknappung und Verteuerung des Solarzellenrohstoffs. Daher konzentriert sich der erste Forschungsschwerpunkt maßgeblich auf die Entwicklung von kostengünstigen Siliziumwafern unter Verwendung von gereinigtem metallurgischem Silizium. Hierzu werden entsprechende Technologien für die Siliziumkristallisation installiert. Die Nutzung von metallurgischem Silizium erfordert eine gezielte Kontrolle der darin enthaltenen Verunreinigungen. Für dieses „defect engineering“ wird das vorhandene Know-how der Mikrostrukturdiagnostik von Silizium am Standort Halle gezielt ausgebaut.
Parallel werden bis 2010 an der Forschungseinrichtung Kompetenzen im Bereich der Dünnschicht-Solarzellen und der Modulfertigung aufgebaut.

Von den am Fraunhofer-CSP gewonnenen Erkenntnissen wird vor allem der Mittelstand profitieren. Durch neu- und weiterentwickelte Technologien entsteht ein Innovationsschub. Marktpositionen und Exportchancen werden erhöht. Bisherige Analysen und Berechnungen gehen davon aus, dass neben dem Ausbau der Arbeitsplätze in der Solarzellenproduktion auch in erheblichem Umfang Arbeitsplätze sowie Ausbildungsplätze im Zulieferungs- und Ausrüstungsbereich in kleinen und mittelständischen Unternehmen entstehen werden.