35 Prozent sparen beim Sputterprozess für transparent leitfähige Oxide
Um den Strom, den die Solarzelle produziert, nutzen zu können, muss er abfließen können. Dazu dampft man üblicherweise ein Gitter aus Metall auf die Solarzellen, das die entstehenden Löcher und Elektronen leitet. Bei HIT-Zellen reicht dieses Gitter jedoch nicht aus – hier braucht man auf der gesamten Fläche transparente leitfähige Schichten, ähnlich denen beim LCD-Fernseher. Das geschieht üblicherweise über Sputterverfahren: Dabei zerstäubt man keramische Platten aus aluminiumdotiertem Zink oder Indium-Zinnoxid. Die herausgelösten Bestandteile setzen sich auf der Oberfläche ab und erzeugen so eine dünne Schicht. Allerdings sind die keramischen Platten recht teuer. Die Forscher am IST verwenden daher metallische Platten: Sie sind um 80 Prozent günstiger als ihre keramischen Gegenstücke. Eine elektronische Regelung sorgt dafür, dass die Metallplatten nicht oxidieren. Denn das würde die Art und Weise ändern, wie das Metall zerstäubt. „Trotz des höheren Regelaufwandes können wir die Kosten für den Herstellungsprozess von 1,4 Quadratmeter großen Beschichtungen um 35 Prozent senken“, sagt Dr. Volker Sittinger, Gruppenleiter am IST.
„Erst in drei bis fünf Jahren“
Langfristig wollen die Forscher beide Verfahren verbinden, um Dünnschichtsolarzellen kostengünstiger und damit rentabler zu machen. „Alle Siliziumschichten könnte man mit der Heißdraht-CVD herstellen, alle transparent leitfähigen Schichten über das Sputtern mit metallischen Platten. Die Verfahren sind prinzipiell auch für große Formate geeignet“, sagt Sittinger. Noch seien die eingesetzten Prozesse jedoch keine Produktionsprozesse: Auch wenn die Forscher die Verfahren bereits auf etlichen Quadratzentimetern anwenden, wird es noch etwa drei bis fünf Jahre dauern, bis sie bei der Produktion von Solarzellen eingesetzt werden können – so das IST.
->Quelle: www.ist.fraunhofer.de – Fotos © Fraunhofer IST