 Mit Hilfe von Lasertechnologie sollen Solarzellen effizienter und auch kostengünstiger werden. Ab Mitte des nächsten Jahrzehnts soll Solarstrom nicht mehr teurer sein als der aus dem Netz. Die EU fördert das Projekt SOLASYS.
Voraussichtlich Mitte des nächsten Jahrzehnts soll der Solarstrom in Deutschland das Preisniveau konventionell erzeugten Stroms erreichen. Dies ist das Ziel eines großen Verbundprojektes der Europäischen Union. Sechs Millionen Euro (9 Millionen Franken) stehen für dieses Forschungsziel zur Verfügung, das den Namen „Next Generation Solar Cell and Module Laser Processing Systems” („Solarzellen-Laserbearbeitungs-Systeme der nächsten Generation”, kurz SOLASYS) trägt. Beteiligt sind mehrere Unternehmen und Institute aus Europa, im wesentlichen Hersteller und Entwickler von Lasersystemen, mehrere Forschungsinstitute und Produzenten von Solarzellen und Solarmodulen. Gleichziehen mit dem NetzDie Leitung übernimmt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik mit seinem Standort in Aachen, da es auf langjährige Erfahrungen in der Materialbearbeitung mit Lasern zurückgreifen kann. Ein breit angelegtes Projekt also, zu dem höchstqualifizierte Forscher und Entwickler sich zusammengefunden haben. Zusammen gefunden, um ein Ziel zu erreichen: Solarstrom soll nicht mehr teuerer sein als herkömmlich erzeugter Haushaltsstrom. Dieser Zeitpunkt wird von der Fachwelt als “Grid-Parity” bezeichnet (Netzgleichwertigkeit) und würde den Durchbruch für diese umweltfreundliche Technologie bedeuten. Von dem Moment an, da Solarstrom zu dem Preis erzeugt werden kann wie jener, den wir aus der Steckdose beziehen, wird seine Gewinnung von Fördermaßnahmen unabhängig und damit wettbewerbsfähig. Erreicht werden soll dies vor allem durch die Reduzierung der Herstellungskosten. Aber auch die Effizienz der Paneele, die zurzeit nur zwischen 6 und 16 Prozent liegt, gilt es zu erhöhen. Wird diese verbessert, so benötigt man weniger Zellen für die gleiche elektrische Leistung.
36 Monate soll das Projekt laufen, und es hat bereits begonnen. Im September 2008 fiel der Startschuss. Jetzt werden erste Ergebnisse erwartet: Auf der Laser 2009, der globalen Leitmesse für optische Technologien, die Mitte Juni 2009 in München stattfindet, wird das Fraunhofer Institut diese dem Fachpublikum vorstellen.
Wo aber liegt der Vorteil der Herstellung von Solarzellen mit Hilfe von Lasern? Im Bereich der Materialwissenschaften werden Laser schon lange als Werkzeug eingesetzt. Bei der Bearbeitung von Materialien haben sie entscheidende Vorteile. Sie arbeiten berührungslos, wesentlich präziser und können mit hoher Geschwindigkeit schneiden, Bohren, Verlöten oder ein Material abtragen. Im Herstellungsprozess von Solarzellen werden Laser bislang nur selten verwendet. Feinstarbeit per LaserDas Projekt SOLASYS will jetzt die Lasertechnologie in verschiedenen dieser oben angegebenen Möglichkeiten einsetzen. Am Beispiel des Laserbohrens lässt sich zeigen, wie diese Methode zur Herstellung der Silizium-Solarzelle neue Wege verfolgt. Die Solarzelle besteht aus einem Halbleiter, der so aufgebaut ist, dass im Sonnenlicht eine negativ geladene Oberfläche und eine positiv geladene Unterseite entstehen. Um die so entstandene elektrische Ladung auf den großen Solarpaneelen abzuführen, werden bislang Leiterbahnen sowohl auf der Vorderseite, als auch auf der Rückseite auf die Paneele aufgebracht. Wesentlich effektiver ist es jedoch, kleinste Löcher zu bohren, durch die Vorder- und Rückseite direkt verbunden werden können. Diese Bohrungen, die den Durchmesser eines menschlichen Haares haben sollen, lassen sich so nur mittels eines Lasers erzielen. Dann können beide Pole auf die Rückseite der Zellen gebracht werden, dies führt zu einer wesentlich einfacheren Zellkontaktierung. Auf der Vorderseite wird gleichzeitig mehr Platz geschaffen für das stromerzeugende Silizium, denn große Bereiche, die bislang für die Leiterbahnen benötigt werden, fallen zukünftig weg, und die Solarzelle wird effizienter. Durch diese neue Technologie erwartet man auch die Erhöhung des Durchsatzes und die Reduzierung des Ausschusses bei der Produktion der Solarzellen. Das Projekt, das die Kraft der Sonne so effektiv ausnutzen will, endet im August 2011.
Bild: Vorderseite einer „Sunweb”-MWT-Solarzelle der Firma Solland Solar, einem Partner von SOLASYS. An den Punkten, an denen die Linien zusammenlaufen, wird der Vorderseitenkontakt auf die Rückseite geführt. (Solland Solar Cells BV, Heerlen, NL)
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