Das Fraunhofer ISE hat eine neue Beschichtungstechnologie für Solarzellen aus Silizium und anderen Bauteilen entwickelt. Das teilte das Institut mit. Die Anlage sei in der Lage, hochpräzise Beschichtungsprozesse im Rotationssiebdruck- und Flexodruckverfahren mit einer Druckgeschwindigkeit zu realisieren, die im industriellen Maßstab einem Durchsatz von bis zu 8000 Bauteilen pro Stunde entspreche. Ein Projektkonsortium unter Leitung der Asys Automatisierungssysteme GmbH und dem Fraunhofer ISE hat sie entwickelt. Neben Solarzellen könne die Anlage funktionale Bauteile z.B. für Anwendungen im Bereich Wasserstofftechnologie, Sensorik oder Leistungselektronik beschichten.

Die Evaluierung und Entwicklung von Rotationsverfahren für die Herstellung von Siliciumsolarzellen standen im Fokus des Forschungsprojekts „Rock-Star“. Seinen erfolgreichen Abschluss fand das Projekt nun mit der Realisierung der neuartigen Demonstrator-Anlage. Sie verfüge über ein neu entwickeltes Hochdurchsatz-Transportsystem. Dabei transportieren autonome »Shuttles« die zu beschichtenden Bauteile wie Siliziumsolarzellen mit hoher Geschwindigkeit und Präzision durch Druckwerke einer Schweizer Maschinenbaufirma. Dabei erfolge die passgenaue Beschichtung mit feinsten Strukturen. Je nach Anforderung komme ein Rotationssiebdruckwerk und ein Flexodruckwerk zum Einsatz. Auch andere Druck- und Beschichtungsverfahren seien integrierbar.

Steigerung von 100 Prozent

Das neuartige Transportsystem sei in der Lage, die Bauteile mit einer Geschwindigkeit von bis zu 600 mm/s zu befördern und mit hoher Präzision zu bedrucken. Dies entspreche eine Steigerung von 100 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren.

Die möglichen Anwendungsgebiete der neuen Anlage gehen dabei über die Metallisierung von Solarzellen hinaus. Während die Mehrheit der Druck- und Beschichtungsanlagen im Markt nach dem Prinzip »Rund-zu-Rund« arbeite, adressiere die neue Anlage auch die Hochdurchsatz-Beschichtung von Stückgut-Komponenten.

Dem Konsortium des Forschungsprojekts sei es somit gelungen, einen kostenintensiven Prozessschritt – die Vorder- und Rückseitenmetallisierung – in der Siliziumsolarzellenproduktion durch die Entwicklung neuer Beschichtungsprozesse und Anlagenkonzepte zu revolutionieren. Das gelte auch für die Vorder- und Rückseitenmetallisierung hocheffizienter PERC Solarzellen. PERC steht für passivated emitter and rear contact.

„PERC-Solarzellen mit Rotationssiebdruck-Metallisierung erzielten eine vergleichbare Qualität und elektrische Leistung im Vergleich zu konventionell im Flachbett-Siebdruck metallisierten Referenzzellen, ermöglichen jedoch ein signifikantes Kosteneinsparpotenzial aufgrund der deutlich erhöhten Durchsätze“. Das erklärt Andreas Lorenz vom Fraunhofer ISE. „Wir konnten zudem erste funktionierende Demonstrator-Module aus Solarzellen mit Rotationsdruck-Metallisierung mit SmartWire-Drahtverschaltung herstellen.“ Das Fraunhofer ISE sieht deshalb ein großes Potenzial dieser Technologie für unterschiedliche Anwendungsfelder. Diese reichten von Solarzellen bis zur Hochdurchsatz-Beschichtung funktionaler Strukturen für Sensoren, SmartCards oder Brennstoffzellen.

17.7.2020 | Quelle: Fraunhofer ISE | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH