Inventux: Siliziumbasierte Dünnschichttechnologie
Inventux entwickelt und produziert Photovoltaikmodule mit Absorbern aus amorphem und mikrokristallinem Silizium. Amorphes und mikrokristallines Silizium bieten sich für die Kombination in einer Tandemsolarzelle an, da die unterschiedlichen Bandabstände eine bessere Ausnutzung der Sonnenstrahlung ermöglichen und die Herstellung in derselben Technologie erfolgen kann. Die Kombination einer amorphen mit einer mikrokristallinen Zelle wird als mikromorphe Zelle bezeichnet. Die mikromorphe Zelle ist somit die konsequente Weiterentwicklung und Optimierung der Tandemzelle aus amorphem Silizium und hat insbesondere durch die sehr hohe spektrale Akzeptanz das höchste Wirkungsgradpotential der siliziumbasierten Dünnschicht-Photovoltaik.
Schichtaufbau
Zum Vergleich: Wäre die Tandemzelle ein Harry-Potter-Band, machte die Dicke der Licht absorbierenden Schichten gerade einmal ein Drittel einer Seite aus.
Die unterschiedlichen Schichten, welche das Inventux-Modul enthält, werden nacheinander in Superstratkonfiguration auf dem Frontglas abgeschieden. Das Frontglas hat hier eine doppelte Funktion, es dient als Trägermaterial für die dünnen Solarzellen und ist gleichzeitig Bestandteil der späteren Verkapselung des Bauelementes. Für die Produktion der Absorberschichten hat sich die plasmaunterstützte chemische Abscheidung (PECVD) aus gasförmigen Siliziumverbindungen durchgesetzt. Die Herstellung der Front- und Rückkontaktschichten (Transparente leitende Oxide – TCO) erfolgt in einem temperaturkontrollierten, chemischen Niederdruck-Beschichtungsverfahren (LPCVD).
Herstellungsprozess
Im Gegensatz zur kristallinen Technologie ist die Herstellung von Solarzellen und Solarmodul beim Inventux-Produktionsverfahren in einem einzigen Prozessablauf zusammengeführt. Für diese monolithische Integration, die Zellen zu Modulen verschaltet, indem Verbindungen geschaffen werden zwischen den Frontkontakten einer Zelle mit den Rückkontakten einer benachbarten Zelle, sind drei Strukturierungsschritte erforderlich. Bei dem als Strukturierung bekannten Schritt wird lokal jeweils eine Schicht mittels Laserablation entfernt.
Die optimale Zellbreite (also auch Zellfläche) eines Dünnschichtmoduls ergibt sich dabei als Kompromiss zwischen Flächenverlusten durch die genannten Strukturierungslinien, die mit der Zellenzahl zunehmen, und ohmschen Verlusten im TCO, die mit der Zellbreite zunehmen.
Silizium
Warum hat sich Inventux für die Produktion von siliziumbasierten Dünnschichtmodulen entschieden?
- Sie stellen eine besonders attraktive Option für die zukünftige Photovoltaik-Technologie dar.
- Silizium (Si) hat grundsätzlich das Potential zu sehr hohen Wirkungsgraden.
- Silizium steht praktisch unbegrenzt zur Verfügung.
- Silizium ist nicht-toxisch und ökologisch unbedenklich.
- Der Verbrauch von Silizium in Kilogramm/kWp ist um den Faktor 50 geringer als bei kristallinen Zellen.
- Silizium-Technologien sind eingeführt und weltweit als zuverlässig anerkannt.
- Im Gegensatz zur kristallinen Technik wird zur Produktion weniger als die Hälfte an Primärenergie benötigt.
- Eine breite Kenntnis der Materialien resultiert aus vielfältigen Anwendungen von Silizium.