Photovoltaik-Produktion: Manz erhöht Wirkungsgrad kristalliner Solarmodule mit neuer Vakuum-Beschichtungsanlage zur Herstellung von Zellen der nächsten Generation

Die PECVD-Anlage VCS 1200 beschichtet die Vorder- und Rückseite der Silizium-Wafer in einer vertikalen Position bei einem Durchsatz von bis zu 1.200 Wafern pro Stunde, berichtet das Unternehmen.

Die Passivierung werde in einer plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung erreicht (plasma enhanced chemical vapour deposition, PECVD) und könne auch in bereits bestehende Fertigungslinien integriert werden.

Schichtstapel wird in einem Schritt hergestellt
Das System zeichne sich durch bestmögliche Schichteigenschaften aus, sowohl bei Siliziumnitrid- als auch bei Aluminiumoxidschichten. Zudem lasse sich der typischerweise verwendete Schichtstapel in einem Schritt herstellen. Die gleichzeitige Reduzierung der Produktionskosten trage maßgeblich dazu bei, die Herstellung von hocheffizienten Solarzellen der nächsten Generation wieder wirtschaftlich zu machen, betont Manz.
Ermöglicht werde dieser Schritt durch die zum Patent angemeldete Hochleistungsplasmaquelle der VCS 1200, die neben den optimalen Schichteigenschaften auch zu einer hohen Reproduzierbarkeit der Beschichtung beiträgt. Diese erfolgt dank des innovativen Carrier-Konzepts – ebenfalls zum Patent angemeldet – zudem vollkommen abschattungsfrei.

Keine Abdrücke durch mechanisches Fixieren
Die von anderen Herstellern bekannten Abdrücke (Pin-Marks) durch das mechanische Fixieren und der damit verbundene Qualitätsverlust gehörten somit der Vergangenheit an, unterstreicht Manz. Die hohe Homogenität der Oberfläche werde durch das neuartige Konzept der Prozess-Station sowie die vertikale Position während des Beschichtungsvorgangs gewährleistet. Auf diese Weise würden darüber hinaus Defekte vermieden, die bei herkömmlichen Maschinen durch Partikelablagerungen vor oder während der Beschichtung entstehen können.

Umfassendes Technologieportfolio für höchsten Wirkungsgrad
Die Passivierung der Solarzellenrückseite mit Aluminiumoxid hat zwei große Vorteile. Erstens reflektiert die Schicht die Photonen im langwelligen Bereich in die Zelle und erhöht somit die Lichtausbeute. Zweitens erhöht Aluminiumoxid die Lebensdauer der generierten Ladungsträger in der Zelle und führt somit zu einer Steigerung von Strom und Spannung. Beide Aspekte steigern den Wirkungsgrad der Solarzelle.
Die Rückseitenpassivierung einer PERC-Solarzelle (englisch: passivated emitter and rear cell) erfolgt in drei Schritten: Der Wafer wird zunächst einseitig nasschemisch poliert. Anschließend erhält er eine Beschichtung aus Aluminiumoxid mit einer Siliziumnitrid-Deckschicht mittels PECVD. Zum Schluss wird der dielektrische Schichtstapel mit einem Laser geöffnet, um die Rückseite des Wafers lokal kontaktieren zu können.
Manz deckt alle diese Prozessschritte mit eigenentwickelten Technologien ab und ist darüber hinaus als einziger Anbieter auch in der Lage, seinen Kunden weitere effizienzsteigernde Prozesse, wie zum Beispiel den Manz-One Step Selective Emitter oder den Hochpräzisionsdrucker HAP 2400, anzubieten. Die einzelnen Schritte sind dadurch bestmöglich aufeinander abgestimmt; dies führt sowohl zu einer signifikanten Erhöhung von Durchsatz und Effizienz in der Produktion als auch des Wirkungsgrads der Zellen.

Profitabilität für bestehende Produktionslinien
Die neue Vakuumbeschichtungsanlage VCS 1200 wurde von der 2010 gegründeten Manz Coating GmbH entwickelt. Geschäftsführer Mathias Höfler: „Die sehr kurze Zeit bis zur Markteinführung ist das Resultat der geballten Technologiekompetenz unserer 50 hochspezialisierten Ingenieure am Standort Karlstein. Mit dieser Anlage schließen wir die noch offene Lücke hin zum Komplettanbieter für alle wichtigen Technologieschritte der Zellproduktion.“
Manz hat die Anlage so konzipiert, dass sie problemlos in bereits existierende Produktionslinien integriert werden kann. Für Zellhersteller ergibt sich damit eine sehr gute Möglichkeit, die Profitabilität wieder zu steigern.
Dieter Manz, Gründer und CEO der Manz AG, ergänzt: „Jeder kennt die derzeitigen Schwierigkeiten der Photovoltaik-Branche: Alle Zellenhersteller müssen deshalb die Kosten per Watt weiter senken. Unsere kompakte PECVD-Anlage bietet eine perfekte Lösung durch niedrigste Investitions- und Betriebskosten.“ Manz stellt die neue Beschichtungsanlage erstmals auf der Branchenmesse EU PVSEC in Frankfurt/Main vor (25.-28. September 2012).

25.09.2012 | Quelle: Manz AG | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH