Neues Photovoltaik-Design und mehr Solarstrom: Fraunhofer-Solarzellen mit „Metal Wrap Through“-Technologie

Wissenschaftler des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg haben in ihrer industrienahen Pilotfertigungslinie erfolgreich eine über die Rückseite kontaktierte multikristalline Solarzelle gefertigt, die nicht nur mit einem höheren Wirkungsgrad aufwartet, sondern auch mit einem neuen Erscheinungsbild. Im Vergleich zur Herstellung von Standard-Solarzellen sind es drei Prozessschritte, die das Konzept der MWT-Solarzelle ausmachen und ihr den Namen geben. MWT steht für »Metal Wrap Through«, ein Konzept, das die Vorderseitenkontakte teilweise auf die Rückseite verlegt und damit die Vorderseitenmetallisierung um fast die Hälfte reduziere.

Erste MWT-Zellen aus der Pilotfertigungslinie mit mehr als 16 % Wirkungsgrad
Zunächst werden per Laser Löcher in die Zelle gebohrt. Mit dem dann folgenden Siebdruckschritt zur Herstellung der Kontakte auf der Rückseite erfolgt gleichzeitig die Durchkontaktierung der Zelle. Dies geschieht, indem die Siebdruckpaste die zuvor erzeugten Löcher füllt und damit die elektrische Verbindung zur Vorderseite herstellt. Ein im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren geringer Mehraufwand entstehe bei der Isolation der Kontakte, so das ISE. Die rückseitige Kontaktierung der MWT-Solarzelle erfordert eine leichte Modifizierung des Standardverfahrens. „Ein Mehraufwand, der sich durchaus lohnt“, so Dr. Ralf Preu, Abteilungsleiter für PV-Produktionstechnologie und Qualitätssicherung am Fraunhofer ISE, „denn durch die Verringerung der Metallisierung auf der Zellvorderseite erzielen wir eine verminderte Abschattung und damit einen Stromgewinn, der zu einer deutlichen Wirkungsgradsteigerung führt“. Erste MWT-Zellen aus der Pilotfertigungslinie des Instituts erzielen nach Angaben des ISE mehr als 16 % Wirkungsgrad und liegen damit bis zu einem halben Prozent über vergleichbaren siebgedruckten Standardsolarzellen, die aus demselben multikristallinen Material hergestellt wurden.
Bbreitere Zellverbinder führen den Solarstrom verlustfreier ab
Auch in der Weiterverarbeitung zum Modul zeigt die MWT-Zelle große Vorteile. „Da wir keine Abschattungsverluste auf der Vorderseite mehr berücksichtigen müssen, können wir breitere Zellverbinder verwenden und so den erzeugten Strom verlustfreier abführen“, stellt Dr. Harry Wirth fest, der Leiter der Gruppe Photovoltaische Module. „Gleichzeitig können wir die Zellen dichter packen, da der Zellverbinder nicht mehr von einer Seite auf die andere geführt werden muss“, so Wirth weiter.

Modul-Prototyp auf der European Photovoltaic Solar Energy Conference in Mailand
Ein erstes am Fraunhofer ISE entwickeltes Demonstrator-Modul aus 16 MWT-Solarzellen erzielte einen Wirkungsgrad von 15 %. Vergleiche man wiederum mit einem Modul aus Standardsolarzellen, entspreche dies einer Wirkungsgradsteigerung von mehr als einem halben Prozent, betont das ISE. Die Freiburger Forscher stellen ihre Neuentwicklung für die Fertigung industrieller Siebdrucksolarzellen auf der größten europäischen Photovoltaikkonferenz Anfang September in Mailand vor, der 22nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition vom 3.-7.Sept. 2007; Halle 20 Stand A1.

21.08.2007 | Quelle: Fraunhofer ISE | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH