Das Metallisieren von Solarzellen im Rotationsdruckverfahren kann die Produktionskosten in der Siliziumphotovoltaik drastisch senken ohne an Qualität einzubüßen. Wie es funktioniert, daran arbeiten derzeit Forscher des Fraunhofer ISE und Entwickler von Asys Solar.
Forscher des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) und Entwickler von Asys Solar arbeiten an einem Verfahren zur Metallisierung von Siliziumsolarzellen im Rotationsdruck. Die Herausforderung bei der Metallisierung ist, dass die hauchdünnen Silberkontakte gleichmäßig und unterbrechungsfrei, aber gleichzeitig mit möglichst hohem Durchsatz aufgedruckt werden müssen. „Dabei gilt es, den Verbrauch an kostenintensivem Silber zu reduzieren und dennoch eine hohe Leitfähigkeit zu gewährleisten“, erklären die Projektpartner. „Diese technologische Herausforderung stellt höchste Ansprüche an die Automatisierungstechnik und die eingesetzten Materialien.“
Hohe Durchsatzraten gefordert
Die Projektpartner wollen jetzt Rotationsdruckverfahren wie Flexodruck, Rotationssiebdruck und indirekter Tiefdruck auf ihre Eignung als neue technische Lösung für die Metallisierung von Solarzellen hin untersuchen. Schließlich werden diese Technologien heute schon in anderen Industriezweigen eingesetzt, wenn es um die Übertragung feiner Strukturen mit hohen Durchsatzraten geht. Dabei ist von besonderem Interesse der Einsatz rotierender Metallisierungskonzepte für die Herstellung von Solarzellen ohne Busbars. Diese werden mit dem sogenannten Smart Wire Connection Konzept zu Modulen verschaltet. Bei dem Konzept, das von Meyer Burger in den industriellen Maßstab überführt wurde, werden nur hauchdünne Folien-Draht-Elektroden als Zellverbinder verwendet.
Präzise Druckwerke notwendig
Die Herausforderung bei der Metallisierung von Solarzellen im Rotationsdruck ist vor allem die hohe Anforderung an die Präzision bei Konstruktion und Aufbau entsprechender Druckwerke. Aus diesem Grund haben sich die Freiburger Forscher und die Entwickler bei Asys Solar, einem Maschinen- und Anlagenbauer aus dem schwäbischen Dornstadt, weitere Projektpartner ins Boot geholt. So wird Gallus Druckmaschinen aus dem oberpfälzischen Weiden die rotierenden Druckwerke liefern. Contitech Elastomer Coatings, ein Hersteller von Beschichtungsmaschinen im brandenburgischen Hoppegarten, entwickelt für das Forschungsvorhaben mikrometergenaue, lasergravierte Druckplatten. Rehm Thermal Systems mit Sitz in Blaubeuren unterstützt das Projekt mit der Entwicklung ultraschneller Trocknungssysteme. (Sven Ullrich)
