Technologie
centrotherm photovoltaics treibt bereits seit drei Jahrzehnten Prozesse und Technologien für die Herstellung mono- und multikristalliner Silizium-Solarzellen voran und ist ein Pionier im Bereich der schlüsselfertigen Lösungen. Aus diesem Kompetenzbereich heraus haben wir unsere Leistungen auf die kristalline Modultechnologie ausgeweitet und profitieren aus den entstandenen Synergien, so dass wir uns zum marktführenden Anbieter integrierter Lösungen entwickeln konnten.
Aufgrund unseres umfassenden Know-hows in den Herstellungsprozessen von Zellen und Modulen können wir unseren Kunden wesentliche Leistungsparameter wie Wirkungsgrad, Produktionskapazität und Ausbeute garantieren. Unsere Solarzellentechnologie erreicht dabei Leading-Edge-Wirkungsgrade in der Massenfertigung.
Standard-Solarzellentechnologie
Das Ausgangsprodukt für die Herstellung von Solarzellen sind hochreine Siliziumscheiben (Wafer), die vor der Bearbeitung einer umfangreichen Eingangskontrolle unterzogen werden.
Der erste Prozessschritt ist die nasschemische Entfernung von Sägeschäden, die bei der Waferproduktion entstanden sind. Die anschließende Texturierung erzeugt eine gezielte Aufrauung der Zelloberfläche, die zur Erhöhung der Lichteinkopplung in die Solarzelle dient.
Der p-n-Übergang wird durch Phosphordiffusion erzeugt. centrotherm photovoltaics setzt hierbei auf eine rückstandsfreie Gasphasen-Diffusion mit POCl3, bei der die p-dotierten Wafer im Diffusionsofen aufgeheizt und dem phosphorhaltigen Gas ausgesetzt werden. An der Oberfläche bildet sich ein phosphorhaltiges Oxid (Phosphorsilikatglas), aus dem Phosphoratome in das Silizium diffundieren und eine n-dotierte Schicht erzeugen.
Anschließend wird das Phosphorglas in einem kurzen Ätzschritt nasschemisch entfernt.
Um die Absorption des Sonnenlichts weiter zu erhöhen und die elektrischen Eigenschaften der Zellen zu verbessern, wird eine Antireflexbeschichtung auf der Vorderseite des Wafers aufgebracht. Die Beschichtung erfolgt durch eine Direktplasma-Abscheidung von Siliziumnitrid in unseren PECVD-Anlagen.
Mit einem Siebdruckverfahren werden anschließend die metallischen Kontakte aufgebracht. Auf der Frontseite werden schmale silberhaltige „Kontaktfinger“ sowie in der Regel 2-3 breitere Busbars aufgedruckt, die diese Kontaktfinger miteinander verbinden. Die Rückseite wird mit ebenso vielen Busbars und in einem weiteren Druckschritt mit einer ganzflächigen Aluminiumschicht versehen. Nach jedem der drei Druckvorgänge werden die Metallpasten im Trockenofen getrocknet.
Im Anschluss werden sie im Feuerofen thermisch eingebrannt. Dadurch wird das metallische Gitternetz auf der Vorderseite mit dem n-dotierten Silizium kontaktiert. Auf der Rückseite bildet sich ein Aluminium-Rückseitenfeld (Al-BSF) aus.
Um Kurzschlüsse und Rekombinationsverluste zu vermeiden, werden die Vorder- und die Rückseite der Zelle an den Kanten elektrisch voneinander isoliert. Hierfür wird die Zelle mit einem Laser bearbeitet, so dass eine Nut entlang der Zellkante entsteht.
Zuletzt werden die fertigen Zellen nach optischen und elektrischen Merkmalen klassifiziert, sortiert und für die Modulfertigung bereitgestellt.
Modultechnologie
Zunächst werden bruch-, druck- und hitzebeständige Solarglasscheiben gereinigt und mit der vorderen Einbettfolie, die als Feuchtigkeitsbarriere dient, versehen.
Zwischenzeitlich werden die Solarzellen durch Lötbändchen zu Strings verbunden und anschließend auf der Scheibe mit Einbettfolie positioniert. Hier werden die Querverbinder, die die einzelnen Strings zu einer Matrix verbinden, positioniert und verlötet.
Anschließend wird die hintere Einbettfolie sowie die Modulrückseite in Form einer Verbundfolie auf die Zellmatrix aufgebracht.
Im nächsten Produktionsschritt werden die Module bei ca. 140 °C im Laminator zusammengepresst und laminiert. Die beiden Einbettfolien bilden sich hier zu einer dreidimensional vernetzten Kunststoffschicht aus, in der die Zellen eingebettet werden und die fest mit der Glasscheibe und der Rückseitenfolie verbunden ist.
Nach dem Laminieren wird die überstehende Folie entfernt, die Kanten gesäumt und das Modul mit einem Aluminiumrahmen versehen.
Nach der Montage der Anschlussdose werden die Module einer abschließenden IV-Messung unterzogen, nach Klassen sortiert und verpackt.
