Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Zur Erh\u00f6hung der Akzeptanz von Photovoltaik im Geb\u00e4udesektor liefern teiltransparente Solarzellen ei-nen wesentlichen Beitrag. Die Teiltransparenz von Solarzellen nach dem Power-Konzept (polycrystalline silicon wafer engineering result)beruht auf einer neuartigen Pr\u00e4zisionsschleiftechnik, die das Erzeugen einer regelm\u00e4\u00dfigen Anordnung kleinster L\u00f6cher in der Solarzelle erm\u00f6glicht. Das dazu ben\u00f6tigte Strukturierungsverfahren wurde im Laufe der letzten Jahre an der Universit\u00e4t Konstanz entwickelt und grundlegend untersucht. Das Verfahren des mechanischen Strukturierens von Siliziumwafern mit Wafers\u00e4gen soll von der Firma sunways AG erstmals im Industriema\u00dfstab eingesetzt werden.
\nDas Ziel des Projektes besteht in der Optimierung der mechanischen Strukturierungstechnik mit dem Ziel eines hohen Durchsatzes, einer hohen Ausbeute und einer hohen Verf\u00fcgbarkeit. Desweiteren sollen Verfahrenstechnologien, wie z. B. die kombinierte Antireflexbeschichtung und Wasserstoff-Passivierung, welche in der n\u00e4chsten Zeit von der Firma sunways in Zusammenarbeit mit der Universit\u00e4t Konstanz grundlegend erforscht werden sollen, an die POWER-Solarzelle adaptiert und in den Fertigungsprozess f\u00fcr die teiltransparenten POWER-Solarzellen integriert werden. Anschlie\u00dfend soll durch Abstimmung der einzelnen Prozessparameter untereinander eine Optimierung des Herstellungsverfahrens hinsichtlich des Solarzellenwirkungsgrades, der Prozessausbeute, des Solarzellendurchsatzes und der Reduktion der Herstellungskosten, durchgef\u00fchrt werden. Die mit diesem Verfahren hergestellten teiltransparenten Solarzellen sollen einen Wirkungsgrad von durchschnittlich bis zu 11% bei multikristallinem Silizium er-zielen. Die Prozessausbeute soll bei \u00fcber 92% liegen und der Durchsatz bei 850 Scheiben\/h.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenTeil 1: \tUntersuchung der industriellen Machbarkeit des Produktes unter Verwendung der vorhandenen Pilotfertigungsanlagen
\nTeil 2: \tEntwicklung der Produktionstechniken und -verfahren zur industriellen Fertigung von POWER Solarzellen
\nAP 1\tMechanische Strukturierung
\nAP 2\tOptimierung der shunt Widerst\u00e4nde
\nAP 3\tKombinierte Antireflexbeschichtung und Wasserstoffpassivierung
\nAP 4\tOptimierung der Solarzellenmetallisierung
\nAP 5\tErh\u00f6hung des Automatisierungsgrades
\nAP 6\tQualit\u00e4tskontrolle
\nAP 7\tDurchf\u00fchrung und Umsetzung der FMEA
\nAP 8\tWirkungsgradsteigerung<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Powersolarzellen von sunways werden auf Messen pr\u00e4sentiert und auf Fachtagungen vorgestellt. Eine gro\u00dfe Resonanz des Fachhandwerks konnte festgestellt werden. Es kann weiterhin festgestellt werden, dass die Nachfrage national und international stark ansteigt. Die Solarindustrie erlebt in Deutschland eine weitere Aufwindphase.
\nDie Umsetzung des Verfahrens und der Prozesse im eigenen Unternehmen ist weit vorangeschritten. Hersteller von Bearbeitungsmaschinen sind an den Einzelergebnissen interessiert und wollen die Verfahren auch in anderen Bereichen umsetzen.
\nDie technisch \u00fcberzeugende L\u00f6sung hat inzwischen zwei Hersteller veranlasst, eigene Versuche zu fahren mit dem Ziel, dieses Konzept als integralen Bestandteil ihrer Anlagen zu vermarkten. Damit gelingt es auch im Markt mit hohen St\u00fcckzahlen ein preislich interessantes Produkt zu platzieren das auch betriebswirtschaftlich sinnvoll ist.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
1.\tDie mechanische Ausbeute der Frontseitenstrukturierung lag bei 99,5% im Mittel. Bei der R\u00fcckseitenstrukturierung dagegen lag die mechanische Ausbeute zum gleichen Zeitpunkt bereits bei 98,9% im Mittel. Die Gesamtprozessausbeute hatte einen Wert von 86,6% erreicht.
\n2.\tDie Strukturierungskosten waren f\u00fcr die Frontseitenstrukturierung auf 0,03\u0080 pro Seite und Wafer gesenkt worden (unter Einberechnung der Wiederbeschichtungsraten der Werkzeuge). F\u00fcr die R\u00fcckseitenstrukturierung dagegen lag der Wert bei ca. 0,12\u0080 pro Seite und Wafer. Durch den Einsatz neuer mehrschichtig belegter Strukturierungswalzen konnten diese Kosten leicht verbessert werden.
\n3.\tDer Durchsatz lag bei der Strukturierung der Frontseiten bei bis zu 115 Wafer pro Stunde und Maschine, d. h. bis zu 230 Wafer pro Stunde und Operator; bei den R\u00fcckseiten bis zu 88 Wafer pro Stunde und Maschine, d.h. bis zu 176 Wafer pro Stunde und Operator.
\n4.\tDie schwankende Prozessausbeute hatte Ursachen in Schwankungen bei der elektrischen Ausbeute (Hot Spots und Wirkungsgrad). Auf diesem Gebiet konnten mittlere Wirkungsgrade von 8,1% nachgewiesen werden. Weitere Steigerungsm\u00f6glichkeit bieten sich durch den Einsatz von PECVD-Antireflex-Nitridbeschichtung oder die Einf\u00fchrung eines zus\u00e4tzlichen Textur-\u00c4tzschrittes an den Wafern. Mit diesen Ma\u00dfnahmen ist das urspr\u00fcngliche Ziel von 10% mittlerem Wirkungsgrad erreichbar.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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