Photovoltaik-Forschung: NREL installiert neue Roboter, um Solarzellen-Wirkungsgrad zu prüfen

Die National Renewable Energy Laboratories (NREL) des US-Energieministeriums arbeiten daran, effizientere Solarzellen zu entwickeln, und zwar mit Hilfe von sechs neuen Robotern auf ihrem Gelände in Colorado. NREL berichtet in einer Pressemitteilung, dass die neuen Roboter, die im Hochvakuum-Labor für Verfahrensentwicklung und Integration aufgebaut wurden, helfen, Industrieverfahren nachzuahmen, und neue Vorteile für die Photovoltaik-Forschung bieten. Die sechs Roboter arbeiten mit unterschiedlichen Materialien, darunter Silizium, Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) und Kadmium-Tellurid.
Sie sind rund um eine zentrale Nabe angeordnet, welche die Materialien zwischen verschiedenen Werkzeugen hin- und herdreht. So können die Roboter viele Verfahren gleichzeitig durchführen. „Mit unseren früheren Verfahren benötigten wir für jede Schicht eine andere Maschine“, sagt die NREL-Wissenschaftlerin Ingrid Repins. „Wir mussten immer das Trägermaterial herausnehmen und in eine andere Maschine legen. Jedes Mal, wenn die Platte bewegt wurde, konnte Feuchtigkeit die Zelle schwächen, und es gab Probleme mit der Sauberkeit und der Dotierung.“

Schnellster Roboter kann Solarzelle aus verschiedenen Materialien in etwa 35 Minuten herstellen
Die neuen Roboter haben den Vorteil, dass sie die Solarzellen schon bei ihrer Herstellung prüfen können. Das geschieht mit Hilfe von Lasern und Sensoren, die messen, wie jede Zelle wächst, und Zellen sehr schnell herstellen können. NREL betont, dass sein schnellster Roboter, der Zellen auf Basis von Silizium herstellt, eine Solarzelle aus verschiedenen Materialien in etwa 35 Minuten produzieren kann. NREL berichtet, die Roboter seien so aufgebaut, dass Solar-Unternehmen ihre eigenen Werkzeuge anbringen und spezifische Verfahren prüfen können. Letzten Monat habe NREL eine Forschungs- und Entwicklungskooperation mit Climax Molybdenum abgeschlossen. Sie erlaube dem Unternehmen, die Roboter zu benutzen, um ein neues Verfahren zu prüfen, wie Natrium in die Molybdänschicht eingebracht und dann dieses Natrium auf die CIGS-Schicht aufgesprüht werden kann.

Qualität der CIGS-Zellmaterialien besser sichtbar
„Das System wurde so geplant, dass es uns ermöglicht, Dinge zu tun, die wir bisher nicht tun konnten, beispielsweise Verunreinigungen und die Qualität der Materialien sowie die einzelnen Schichten der Solarzelle besser zu sehen“, sagt Miguel Contreras, wissenschaftlicher Leiter bei NREL. „Es hilft uns, besser zu verstehen, was unsere Effizienz einschränkt, und zu lernen, wie wir unsere industrielle Produktivität erhöhen können.“ NREL ist das erste Forschungs- und Entwicklungslabor für Solartechnik in den USA. Vor zwei Jahren hat NREL mit einer CIGS-Zelle mit 20 % Wirkungsgrad einen Weltrekord bei Dünnschicht-Solarzellen aufgestellt.

26.03.2010 | Quelle: NREL | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH