Die neue Solarzelle

12. November 2001, 22:06
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Unter dem Mikroskop sieht sie aus wie eine Waffel - und sie kommt in der Herstellung billiger

Erlangen - Unter dem Mikroskop sieht sie aus wie eine Waffel. Doch liefert die von Erlanger Forschern mit einer neuen Methode hergestellte Silizium-Solarzelle Strom statt Kalorien. Das Bayerische Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern) entwickelte ein Produktionsverfahren für dünne Solarzellen aus kristallinem Silizium, bei dem das teure Material reduziert wird. Der Trick liegt in der Waffelform der Zellen, erklärt Rolf Brendel, Leiter der Abteilung Thermosensorik und Photovoltaik im ZAE.

Die Struktur vergrößert die Aufnahmefläche der sonst mit einer glatten Siliziumschicht bezogenen Solarzelle. Laut Brendel genügt dadurch schon eine Schicht von wenigen Tausendstel Millimetern, um genau so viel Strom zu erzeugen wie eine herkömmliche, mit 0,3 Millimetern genau 20 mal dickere Zelle.

Die Herstellung

Beim Herstellungsprozess wird eine dünne Schicht Silizium auf eine Unterlage in Waffelform aufgetragen. Die Oberfläche der Unterlage ist mit porösem Silizium beschichtet, nach dem die Erlanger Forscher ihre Methode PSI-Prozess benannten. Ähnlich dem Fett beim Waffelbacken lässt sich auf Grund dieser Schicht die Solarzelle von der Unterlage ablösen. Wie in einem Waffeleisen entstehen so ebenfalls waffelförmige Siliziumschichten.

Mit einer Fensterglasscheibe wird die dünne Schicht stabilisiert. Die formgebende Unterlage aus Silizium kann nun zum Herstellen weiterer Solarzellen verwendet werden. Bisher sei sie vier Mal eingesetzt worden, doch Brendel geht von zehn bis 20 möglichen Prozesszyklen aus. Noch billiger sei das Herstellungsverfahren mit einer zufälligen Strukturierung der Siliziumwaffeln geworden. An der Leistungsfähigkeit der Solarzellen ändere sich dadurch nichts.

Solarmodul

In einem weiteren Schritt setzten die Erlanger Forscher Waffel-Solarzellen zu einem kompletten Solarmodul zusammen. Ein erster Prototyp besteht aus fünf verschalteten Einzelzellen, sagt Brendel. Es liefere eine Spannung von drei Volt und setze 10,6 Prozent des absorbierten Lichts in Energie um.

Einsetzbar seien die dünnen Waffel-Solarzellen in kleineren Stromverbrauchern wie Palmtops. Aber sogar Weltraumsatelliten könnten mit den Waffel-Solarzellen ausgerüstet werden, da die dünnen Siliziummodelle der kosmischen Strahlung länger standhalten würden als herkömmliche Zellen.(APA/AP)

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