Innovatives Beschichtungsmaterial für Dünnschichtsolarzellen entwickelt
Ein neues, hoch leistungsfähiges Material für die Herstellung von Solarzellen produziert die W. C. Heraeus GmbH & Co. KG mit Sitz in Hanau. Die „Thin Film Materials Division“ des weltweit tätigen Edelmetall- und Technologiekonzerns Heraeus Holding GmbH hat ein so genanntes Sputtertarget auf den Markt gebracht, das effizient und kostengünstig zugleich sei, heißt es in einer Preessemittelung des Unternehmens. Das ZAO (Aluminium-dotiertes Zinkoxid) ist ein Materialträger zur Beschichtung. Es soll Dünnschichtsolarzellen, bei denen es zum Auftragen eines transparent leitfähigen Metalloxids verwendet wird, den Weg in die wirtschaftlich attraktive Massenfertigung ebnen. Das neue Hochleistungsmaterial sei von wichtigen Solarzellen-Herstellern geprüft und als geeignet bewertet worden.
Das ZAO-Sputtertarget von W. C. Heraeus kommt zum Einsatz, um die zwischen dem oberen Glasträger und der Halbleiterschicht liegende, transparente und leitfähige „Fensterschicht“ der Dünnschichtzelle zu erzeugen. Durch diese rund einen Mikrometer dünne Schicht – das entspricht einem Tausendstel Millimeter – gelangt Sonnenlicht auf die Halbleiterschicht, an deren Übergang durch Ladungstrennung eine elektrische Spannung entsteht. Diese kann über einen metallischen Dünnschicht-Kontakt an der Rückseite der Zelle als Solarstrom genutzt werden. Die extrem dünnen Halbleiterschichten, die Fensterschicht und vor allem die elektrisch leitfähige Kontaktierungsschicht der Solarzelle werden durch Sputtern aufgebracht. Darunter versteht man das „Zerstäuben“ – so die Übersetzung des englischen Fachbegriffs – von Atomen eines Beschichtungsmaterials (Sputtertarget) durch Argon-Ionen, wobei sich das Material Atom für Atom auf einem Trägermaterial als homogene Schicht ablagert.
Solarzellen werden bislang zu rund 90 Prozent aus Silizium-Wafern (Scheiben) gefertigt; in diesem Halbleitermaterial wird unter Zufuhr von Licht elektrische Energie erzeugt. Im Gegensatz dazu besteht die Dünnschichtsolarzelle vorwiegend aus mit Silizium beschichtetem Glas, teilweise auch aus anderen Halbleitermaterialien. Bei der Dünnschichtsolarzelle ist die aufgetragene Halbleiterschicht rund 80 mal dünner als ein Wafer aus hochreinem Silizium. Die Dünnschichtzelle gilt als Solarzelle der Zukunft, weil sie auf Grund geringerer Materialkosten wesentlich günstiger hergestellt werden kann. In etwa zehn Jahren soll sie nennenswerte Beiträge zur Energieerzeugung leisten, erwartet die W. C. Heraeus GmbH & Co. KG. Darüber hinaus können Dünnschicht-Solarmodule auch als vielseitige architektonische Elemente für die Gestaltung von Fassaden eingesetzt werden.
Als Anbieter innovativer Hochleistungsmaterialien für die Dünnschichttechnik habe W. C. Heraeus eine technologisch führende Marktstellung, so das Unternehmen. Da Sputterverfahren zur Herstellung verschiedener Schichten in der Dünnschichtsolarzelle verwendet werden und insgesamt an Bedeutung gewinnen würden, schätzt das Unternehmen das Marktpotenzial hoch ein. „Dünnschichtsolarzellen aus amorphem Silizium haben zwar einen geringeren Wirkungsgrad, aber auf lange Sicht sind sie wirtschaftlicher als Wafer-basierte Solarzellen“, sagte Dr. Martin Weigert, Leiter Entwicklung und Anwendungstechnik der „Thin Film Materials Division“. Qualitativ hochwertige, zuverlässige und kostengünstige Sputtertargets würden eine wichtige Rolle für die zukünftige technologische Entwicklung der Solarzellentechnik spielen, damit Solarstrom als umweltfreundliche Energiequelle unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten immer attraktiver werden könne.
10.03.2003 Quelle: W. C. Heraeus GmbH & Co. KG
