Neue PV-Fertigungstechniken versprechen Kostenreduktionen, aber…

Modul-Garantien bremsen Innovationen

»Wir müssen uns dringend ein neues Modell überlegen, um wettbewerbsfähig zu bleiben«, sagt Dr. Joachim John, Team Leader Industrial Solar Cells Photovoltaics vom IMEC. Denn die Hersteller von PV-Modulen bremsen derzeit die Einführung neuer Techniken, die die Produktionskosten senken könnten.

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Dr. Joachim John, IMEC: »Ich gehe davon aus, dass die Zellen- und Modulproduktion künftig verschmelzen wird. Die Zelle wird sehr früh aufs Glas aufgebracht und dann nur von einer Seite weiter verarbeitet.«

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Dr. Joachim John, IMEC: »Ich gehe davon aus, dass die Zellen- und Modulproduktion künftig verschmelzen wird. Die Zelle wird sehr früh aufs Glas aufgebracht und dann nur von einer Seite weiter verarbeitet.«

Energie & Technik: Alles spricht vom Preisdruck und den geringen Margen für die Hersteller von PV-Zellen und PV-Modulen. Auf welche Techniken setzt das IMEC, um die Kosten in der Fertigung zu reduzieren?

Dr. Joachim John: Zunächst setzen wir auf die Weiterentwicklung der Kupferkontakte. Das Ziel besteht darin, Silber so schnell wie möglich aus der Fertigung zu verbannen. Die SEMI-Roadmap sieht vor, dass ab 2015 kein Silber mehr zum Einsatz kommen soll. Dies liegt an zwei Dingen: Erstens ist Silber teuer, es macht zwischen 5 und 10 Prozent an den Kosten einer PV-Zelle aus. Zweitens wird Silber sehr schnell sehr knapp. In zehn Jahren sind die Silbervorkommen auf der Erde erschöpft, vorausgesetzt die PV-Wachstumskurve von über 50 Prozent bleibt bestehen.

Leider ist Kupfer für Halbleiter das reine Gift. Als die Hersteller von ICs das bis dahin verwendete Aluminium für die Leiterbahnen durch Kupfer ersetzt haben, war das kein ganz einfacher Übergang. Können die Hersteller von PV-Zellen von den IC-Herstellern lernen?

Wir haben gerade im Kupferprozess für ICs viele Erfahrungen gesammelt und können darauf zurückgreifen, etwa für die Barrier- und Seed-Layers. Aber es ist natürlich nicht möglich, beim Übergang vom Siebdruck auf die galvanische Abscheidung von Kupfer alles aus der IC-Fertigung zu übernehmen. Die verwendeten Materialien dürfen nicht zu teuer sei, die Maschinen müssen einen hohen Durchsatz erreichen. Wir bauen deshalb auf strategische Allianzen, dieser Ansatz hat schlussendlich in der IC-Fertigung auch zum Erfolg geführt.

Wie sieht es mit der Zuverlässigkeit aus?

Die Zuverlässigkeit war schon in der IC-Welt eine wesentliche Voraussetzung für den Erfolg. Im Bereich der ICs ist die Zuverlässigkeit mit Kupfer als Verdrahtungsmatetrial im Bereich von 10 bis 15 Jahren geprüft. Dazu haben wir den gesamten theoretischen Unterbau entwickelt, daran arbeitet eine eigene Abteilung. Wir können darauf aufbauen, um die Zuverlässigkeit von PV-Zellen mit Kupferkontaktierung zu prüfen. Es sollte kein Problem sein, die Zuverlässigkeiten zu erreichen, die in der Photovoltaik gebraucht werden.

1. Teil: Modul-Garantien bremsen Innovationen
2. Teil: Wirkungsgrad hoch - aber nicht der Preis!
3. Teil: Die optimale Dicke der Wafer liegt bei 40µm
4. Teil: Im Teufelskreis