Forscher des ISFH in Hameln haben einen neuen Effizienzrekord für kristalline Solarzellen aufgestellt. Im nächsten Schritt soll die Weiterentwicklung in die bestehenden Produktionslinien überführt werden.
Entwickler des Instituts für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) und der Leibnitz Universität Hannover haben eine monokristalline Siliziumzelle mit einem Wirkungsgrad von 26,1 Prozent entwickelt. Das Besondere daran ist, dass es sich nicht um eine Solarzelle mit einer negativen Siliziumbasis (n-Typ-Silizium) handelt, die bisher für Wirkungsgrade über 25 Prozent gut waren. Vielmehr haben die Forscher ihre Rekordzelle mit einer positiven Siliziumbasis (p-Typ-Silizium) realisiert. „Unser Ergebnis zeigt, dass weder n-Typ-Silizium noch Bordiffusionen oder amorphes Silizium ein Muss für ultrahohe Wirkungsgrade sind“, sagt Rolf Brendel, Geschäftsführer des ISFH. „Es gibt auch andere attraktive Wege zu höchsten Wirkungsgraden mit Silizium zu potenziell niedrigen Kosten!“
Kontaktierung auf der Rückseite
Schließlich ist die Herstellung von n-Typ-Siliziumzellen aufwändiger als die der Zellen mit positiver Basis. Auch die Bordiffussionen und die Herstellung von Stapelzellen ist teurer als die Produktion von einfachen p-Typ-Siliziumzellen. Deshalb werden die meisten Module weltweit mit solchen Zellen hergestellt.
Im Unterschied zu den herkömmlichen Standardsolarzellen haben die Forscher aus Hameln und Hannover vor allem an der Verbesserung der Kontakte gearbeitet. Diese sind so beschaffen, dass sie am Minuskontakt mehr Elektronen durchlassen. Der Pluskontakt ist hingegen löcherselektiv. „Es ist die hohe Selektivität der Übergänge, die solch hohe Wirkungsgrade ermöglicht“, erklären die Forscher.
Zudem haben sie die gesamten Kontakte auf der Rückseite der Solarzelle verlegt. So verschatten auf der Vorderseite keinerlei Kontakte oder Busbars die Zelloberfläche. Dadurch kann die Oberfläche komplett für die Stromproduktion genutzt werden. Bisher erfolgt die gesamte Strukturierung für die Metallisierung noch mit Laborverfahren. Das nächste Ziel der Forscher ist deshalb, die neuen Kontakte im aktuell gängigen Industrieverfahren auf die Zelle aufzubringen. (su)
