Stefan Lange, Projektleiter von „IP-Schutz“ und kommissarischer Leiter des Teams Solarzelldiagnostik am Fraunhofer Center für Silizium-Photovoltaik (CSP) geht davon aus, dass mit den Verfahren „eindeutige und juristisch stichhaltige Bewertung von Material- und Grenzflächeneigenschaften zusammen mit Ursache-Wirkungs-Prinzipien in zukünftigen Solarzellenmultilagensystemen“ möglich sein werden. Vor allem für deutsche und europäische Marktteilnehmer seien technische Vorsprünge und Alleinstellungsmerkmale wichtig, so das Fraunhofer CSP in der Pressemitteilung. Doch Erfindungen in Solarzellen ließen sich schnell kopieren. Solche Patentverletzungen in der Solarindustrie seien schwer nachweisbar. Bei innovativen Technologien für Solarzellen wie PERC, HJT, TOPCon, Rückkontaktzellen oder Perowskit-Tandem würden Hersteller daher verstärkt auf die „juristisch-technologische Absicherung“ ihres geistigen Eigentums setzen.

Das Projekt mit dem vollen Titel „IP-Schutz – Hochauflösende Material- und Dünnschicht-Analytik für ‚next generation‘-Solarzelltechnologien zum Schutz des geistigen Eigentums für deutsche und europäische Marktteilnehmer“ läuft bis März 2027. Es wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz BMWK gefördert.

Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle (Saale) und mehrere Partner forschen dabei an präparativen und analytischen Verfahren, um rechtssichere Patentverletzungen in der Solarindustrie rechtssicher nachzuweisen. Es soll dabei um heute erhältliche Solarmodule ebenso gehen wie um zukünftige Patente. Schon in den letzten Jahren gab es in der Solarbranche immer wieder Streit über Patente.

Fingerabdruck der Fertigungsverfahren in den PV-Modulen finden

Ziel ist es, die Solarzellen und ihre Eigenschaften so detailliert untersuchen zu können, dass man Patentverletzungen identifizieren und belegen kann. Der Fokus soll dabei auf den Grenzflächen liegen. Drei Methoden benennt die Pressemitteilung:  die großflächige Präparation und hochauflösende Charakterisierung von verkapselten Schichten, die Lokalisierung von mikroskopischen Strompfaden und die Bewertung von lokalen Passivierungseigenschaften.

Das Fraunhofer CSP ist eine gemeinsame Einrichtung des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE. Das Fraunhofer CSP bringt für die Analysen daher Know-how als auch Geräte mit. Der erste Schritt ist dabei die Präparation, um überhaupt an die zu untersuchenden Grenzflächen heranzukommen, ohne diese zu schädigen. Dabei sollen zum Beispiel großflächig anwendbare Ätz- und Polierverfahren wie Schrägschliffe auf der Grundlage von Plasma-Polieren und Ultrakurzpulslaser-Ablationstechniken eingesetzt werden.

Die Kombination von Tiefenprofilierungs-Messverfahren (TEM, ToF-SIMS, XPS) soll dann bis auf Atomebene sowohl organische als auch anorganische Schichten und Grenzflächen darstellen – genau genug, um Patentverletzungen nachweisen zu können.

Auch mikroskopische Strompfade könnten Hinweise auf eingesetzte Prozesse und Materialien geben. Sie unterscheiden sich in ihrer räumlichen Verteilung, Größen und funktionalen Merkmalen. Daran arbeitet das Team Rastersondentechniken und nutzt dafür elektronenstrahlbasierte Verfahren und Nano-Probing.

Da es unrealistisch wäre, eine Großzahl von Modulen der Mitbewerber in dieser Detailtiefe zu untersuchen, wollen die Forschenden die Methoden sollen mit vereinfachten und schnellen Messverfahren korrelieren. So sollen sich Routineverfahren entwickeln lassen, mit denen die Solarindustrie verdächtige Module auf Patentverletzungen prüfen kann.

Quelle: Fraunhofer IMWS | www.solarserver.de © Solarthemen Media GmbH