Laboranlage für Forschung von Silizium-Dünnschicht-Solarzellen

Das unabhängige EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie, Next Energy, Oldenburg, beauftragte Leybold Optics GmbH, Deutschland, eine Phoebus Labor-Anlage für Forschungs- und Entwicklungsaufgaben (F&E) von Silizium-Dünnschicht-Solarzellen bis Anfang 2012 zu liefern. Mit dieser wegweisenden Anlage stellt der Hersteller von Vakuum-Equipment modernste Technologie für die hohen Anforderungen von High-Tech-Beschichtungen bereit.

Next Energy arbeitet bereits heute an Lösungen für die Energieversorgung von morgen. Vorrangig konzentriert sich das Institut innerhalb seines Forschungsbereichs Photovoltaik auf die Silizium-Dünnschichttechnologie. Das Team von Wissenschaftlern setzt sich dabei das Ziel, eine signifikante Effizienzsteigerung der Zellen zu erreichen, um gleichzeitig zu einer Kostensenkung der Technologie beizutragen. Auf diesem Weg kann die geforderte Netzparität zu konventionellem Strom erreicht werden. Gemeinsam mit der Industrie betreibt Next Energy umfassende Forschung und Entwicklung und zeichnet sich durch seine anwendungsnahe, interdisziplinäre und zielorientierte Arbeitsweise aus. Wesentlich für den Erfolg der Dünnschichttechnologie in der Photovoltaik ist es, relevante Labor-Entwicklungen für eine industrielle Fertigung schnell umzusetzen. Forschungs- und Entwicklungsabteilungen können mit der Phoebus Labor-Anlage neue Konzepte schnell erproben und diese dank hohem Durchsatz extrem zeitsparend auf eine industrielle Produktion übertragen. Gegenüber vergleichbaren Systemen ist die Anlage in der Lage, Substrate mit bis zu 5 mm Stärke und einer Fläche bis zu 300 mm x 300 mm oder alternativ auch beliebig kleinere Substrate in unterschiedlichsten Formen zu beschichten. Die Labor-Anlage ist mit den gleichen Eigenschaften des industriell eingesetzten Beschichtungssystem Phoebus ausgestattet, dazu zählen auch die EAE-Technologie (Elektrischer-Asymmetrie-Effekt/Dual Frequency) sowie die In-Situ-Reinigung. Das System arbeitet mit der plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD, Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition). So verfügt die robuste Labor-Ausführung nicht nur über den gleichen skalierbaren Prozesskammer-Entwurf, sondern liefert ebenso ausgezeichnete Beschichtungsergebnisse. Gewünschte Materialqualitäten des amorphen und mikrokristallinen Siliziums werden mit hoher Schichthomogenität bei gleichzeitig niedrigen Produktionskosten erreicht. Dies gilt für einfache Dünnfilm-Zellen, für Mehrfach-Solarzellen wie Tandemzellen, für Dünnschicht-Solarzellen mit drei Halbleiterschichten und für einzelne Schichten. Die individuelle Gasabscheidung in den einzelnen Prozesskammern vermeidet jegliche Querverunreinigung zwischen den Prozesskammern. Während des gesamten Prozesses und des Transports werden die Glassubstrate im unterbrechungsfreien Vakuum und gleichbleibenden, stabilen Temperaturniveau gehalten. Alle Prozessabläufe sind frei programmierbar. Der einfache Zugang zu jeder Prozesskammer ermöglicht eine reibungslose Wartungs- und Servicesituation.

Aus Sicht von Dr. Karsten von Maydell, Bereichsleiter Photovoltaik bei Next Energy, ist die Technologie des Unternehmens vielversprechend: „Die flexible Phoebus Labor-Anlage bietet Next Energy ideale Voraussetzungen, seine Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Bereich Photovoltaik und Silizium-Dünnschichttechnologie zu beschleunigen.“