Mit den weiteren Verbesserungen in der Fertigung nähern sich die Kosten zur Herstellung von ABC-Modulen dem Niveau der gängigen Topcon und Perc-Produkten, heißt es von Aiko.
Foto: Aiko Solar
Rückkontakt-Solarzellen gehören zu den vielversprechendsten Photovoltaik-Technologien, um den Wirkungsgrad weiter zu steigern. Aufgrund der komplexen Herstellungsverfahren und hohen Kosten haben sich Rückkontakt-Solarzellen in der Industrie bislang jedoch kaum durchgesetzt. Aiko vermeldet nun, dass es einen neuen Prozess bei der Herstellung geschaffen hat, der diese Schwierigkeiten beseitigt und die Masseneinführung vorantreiben könnte.
In der Regel setzten Hersteller bislang auf einen einstufigen Prozess, bei dem Tunneloxid- und polykristalline Siliziumschichten – die wichtigsten ladungsselektiven Schichten – für die Rückkontakt-Zellen gleichzeitig gebildet werden. Diese Methode verlangte Aiko zufolge Kompromisse, da die idealen Prozessbedingungen für den einen Bereich den anderen negativ beeinflussen. Das konnte zu suboptimalen passivierten Kontakten und begrenzter Effizienz führen. Daher habe Aiko die Bildung von P-Typ- und N-Typ-Tunneloxid- sowie polykristallinen Siliziumschichten nun vollständig entkoppelt. Beide Seiten einer Solarzelle würden damit unabhängig voneinander optimiert. Das maximiert Aiko zufolge die Passivierungsqualität und treibt die Umwandlungseffizienz in neue Höhen. Zudem habe der Hersteller Bor-Silikat-Glas (BSG) und Phosphor-Silikat-Glas (PSG), die als Materialien während der Hochtemperaturdiffusion entstehen, als natürliche, selbstausrichtende Masken verwendet.
Mit dieser Prozessoptimierung ließe sich die Notwendigkeit einer externen Maskierung und Reinigung eliminieren und das Kontaminationsrisiko reduzieren, so Aiko weiter. Der gesamte Prozess sei damit so effizient wie das herkömmliche, einstufige Verfahren und der Materialverbrauch verringere sich bei verbesserter Effizienz. Nach Auffassung von Aiko lassen sich auf Basis der hochgradig gleichmäßigen Schichten mit außergewöhnlicher Passivierungsqualität künftig ABC-Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von mehr als 27 Prozent in der Massenfertigung herstellen.
Aiko entwickelte nach eigenen Angaben zudem ein System zum Spannungsausgleich und wandte fortschrittliche Modellierungswerkzeuge an, um eine ultrapräzise Temperaturkontrolle innerhalb der Reaktionskammer mit einer Genauigkeit von ±0,5 Grad Celsius zu erreichen. Somit konnte die konsistente Bildung hochwertiger Tunneloxid- und polykristalliner Siliziumschichten gewährleistet werden. Dies sowohl für die p-Typ-, als auch für die n-Typ-Regionen.
Nach Angaben des Herstellers nähern sich damit die Kosten zur Herstellung von ABC-Modulen dem Niveau der gängigen Topcon- und Perc-Produkte an. Somit sei der Weg für eine Ära der N-Typ-Rückkontaktierung geebnet.
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