Entwickler von Bosch Solar und Forscher des Instituts für Solarenergieforschung Hameln haben eine neue kristalline Rekordzelle entwickelt. Sie erreichen ihre guten Werte mit einem neuen Herstellungsverfahren und komplett verschattungsfreier Zellvorderseite.
Nachdem Bosch mit seinem Ausstieg aus der Zell- und Modulproduktion in der Solarbranche eher mit negativen Schlagzeilen auf sich aufmerksam gemacht hat, meldet der Konzern jetzt einen Forschungserfolg. Gemeinsam mit Wissenschaftlern des Instituts für Solarenergieforschung in Hameln (ISFH) haben die Entwickler von Bosch Solar eine Solarzelle mit einer Spitzenleistung von 5,32 Watt hergestellt. Der Wirkungsgrad der Zelle liegt bei 22,1 Prozent.
Kein Metall auf der Vorderseite
Die quadratische Zelle mit Kantenlängen von 156 Millimetern wurde aus Czochalski-Wafer hergestellt und basiert auf der sogenannten IBC-Technologie. IBC steht dabei für „back junction back contacted“. Das heißt, auf der Vorderseite der Zelle befindet sich kein Metall. Die gesamte Fläche ist ohne die üblichen Verschattungen durch die Kontaktierungen auf der Vorderseite für die Stromerzeugung nutzbar. Außerdem haben die Forscher die Kontaktierung auf der Rückseite vollständig ohne das teure Silber realisiert. Außerdem haben die Entwickler die Zelle nicht mit aufwändigen Ofenverfahren dotiert, sondern das Verfahren der Ionenimplantation genutzt. Das erspart in der Herstellung viele Prozessschritte, weil diese Dotierung nur auf einer Seite der Zelle erfolgt und die Zelle gleich an Ort und Stelle – in situ – durch Einbringen von Schattenmasken in den Ionenstrahlgang strukturiert wird. Damit erreichen die Entwickler eine hohe Zellspannung und eine sehr hohe Stromdichte. Immerhin liegt die Leerlaufspannung der Laborzelle, also die Spannung, wenn kein Strom durch die Zelle fließt, bei 676,2 Millivolt. In der Regel sind diese bei herkömmlichen Zellen niedriger. Die Forscher haben weiterhin einen Kurzschlussstrom, die maximale Stromstärke der Zelle, von 41,6 Milliampere gemessen. Damit lag der Füllfaktor, der ein Maß für die Güte der Solarzelle ist, bei guten 78,5 Prozent. Insgesamt kommt die Zelle damit auf die Rekordleistung für kristalline Siliziumsolarzellen mit nur einem pn-Übergang von 5,32 Watt.
