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21,2% Rekord-Wirkungsgrad für industrielle Silizium PERC Solarzelle mit verbesserten Siebdruckkontakten

(PresseBox) (Emmerthal, ) Das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH), ein An-Institut der Leibniz-Universität in Hannover, steigert den Wirkungsgrad von industriellen Silizium Solarzellen von den heute üblichen 17,5% bis 19,5% auf einen Rekordwert von 21,2%, wie das CalLab des Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme(ISE) in einer unabhängigen Messung bestätigte. Die 21,2% sind der weltweit höchste Wirkungsgrad für industrietypische Silizium Solarzellen mit Siebdruckmetallisierung.

Zwei technologische Verbesserungen ermöglichen den Rekord-Wirkungsgrad. Zum einen wird die Zellvorderseite mit einem fünf Busbar Design mittels Dual Druck metallisiert, welches die Breite der Kontaktfinger auf 46μm reduziert und daher eine wesentlich geringere Abschattung erzielt. Dieser fortschrittliche Siebdruck-Prozess wurde am ISFH zusammen mit DEK Solar unter Verwendung ihrer Eclipse Druckplattform und Präzisionssiebe und Schablonen optimiert. Zudem verwendet der Vorderseitendruck fortschrittliche Silber-Pasten der Firma Heraeus. Zum anderen werden die lokalen Rückkontakte mir einer verbesserten Aluminium-Paste von DuPont Microcircuit Materials gedruckt in Kombination mit einer optimierten Kontaktgeometrie mit schmaleren Linien. Über diese Innovationen hinaus verwendet die Solarzelle eine AlOx/SiNy-passivierte Rückseite (PERC) und industrietypische Herstellungsprozesse, insbesondere einen homogen Phosphor-dotierten Emitter, sowie einen 156 × 156 mm2 großen Bor-dotierten Czochralski (Cz)-Silizium Wafer.

"Der 21,2%-Weltrekord Wirkungsgrad wurde im Forschungsprojekt HighScreen erzielt, gefördert durch das Bundesumweltministerium, in Zusammenarbeit mit unseren Projekt-Partnern SolarWorld AG, Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG, RENA GmbH und SINGULUS TECHNOLOGIES AG", freuen sich Dr. Thorsten Dullweber, Leiter der ISFH Forschungsgruppe 'Solarzellen Produktionsprozesse' und Institutsleiter Prof. Rolf Brendel.

"DEK Solar ist erfreut, ein integraler Teil dieser exzellenten Kooperation zu sein und widmet sich auch zukünftig der Entwicklung technologisch führender Metallisierungsprozesse. Unsere enge Zusammenarbeit mit dem ISFH liefert einmal mehr herausragende Ergebnisse", sagt Tom Falcon, Principal bei DEK Solar.

"21,2% Wirkungsgrad einer industriellen PERC Solarzelle ist ein echter technologischer Durchbruch. Die exzellente Prozess- und Solarzellen-Expertise des ISFH konnte durch die Silber-Pasten von Heraeus optimal zum Einsatz kommen", erläutert Carsten Mohr, Vice President Global Sales des Heraeus Geschäftsbereiches Photovoltaik.

"DuPont freut sich, dass seine Solamet® Al Metallpaste in der Zusammenarbeit mit dem ISFH erfolgreich zum Einsatz kam", sagt Peter Brener, Photovoltaics Global Marketing Manager, DuPont Microcircuit Materials. "Die Forschung und Weiterentwicklung der Aluminium Pastenchemie hat signifikant zu diesem Rekordergebnis beigetragen."

Etwa 80% der heute industriell produzierten Solarzellen verwenden p-leitende, kristalline 156 × 156 mm2 große Silizium Wafer in Kombination mit Siebdruck für die Metallisierung. Wirkungsgradsteigerungen für solche Zellen haben daher eine besonders hohe Relevanz für die fertigende Industrie und sind ein weltweit intensiv bearbeitetes Forschungsthema. PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) Solarzellen gelten dabei als nächste Technologiegeneration industrietypischer Silizium Solarzellen.

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