F&E Ergebnisse
Innovation entlang der PV Wertschöpfungskette

Im Rahmen des Spitzenclusters Photovoltaik, initiiert und koordiniert durch Solarvalley Mitteldeutschland e.V. und gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und die Länder Sachsen, Sachen-Anhalt und Thüringen mit einem Budget von 120 Mio.€, bearbeiteten in den zurückliegenden Jahren 28 Unternehmen, 9 Forschungseinrichtungen und 10 Hochschulen und Universitäten über 100 F&E-Projekte. Die Ergebnisse führen zur Kostenreduktion auf allen Stufen der Wertschöpfungskette der Photovoltaik.

• Silizium: Durch die Entwicklung industrienaher Messverfahren konnten die Prozessparameter, die Eingangskontrolle und Qualitätssicherung optimiert und so die Nachweisgenauigkeit kritischer Verunreinigungen um mehrere Größenordnungen verbessert werden.
• Kristalle: Bei dem traditionellen Czochralski-Verfahren zur Kristallzüchtung wurden die Kosten deutlich gesenkt, da Materialauslegung und Prozessführung auf der Grundlage von Simulationen optimiert wurden. Mit einem neuen Float Zone-Verfahren ist es nun möglich, aus kostengünstigem solar-grade Rohmaterial hervorragende Kristalle herzustellen. Daraus produzierte Solarzellen zeigen einen sehr hohen Wirkungsgrad. Die entwickelte Anlage ist für Massenproduktion ausgelegt. Weitere Anwendungen dieser Kristalle liegen im Bereich der Hochleistungselektronik und Elektromobilität.
• Wafer: Eine drastische Kostenreduktion von über 40% konnte beim Sägen der Kristalle erreicht werden. Dies gelang durch Einführung neuartig strukturierter Drähte und einer neuen Sägeflüssigkeit (Slurry).
• Solarzelle: Neue Prozesse (PERC, PERT, IBC, Heterojunction) erlauben die Steigerung des Wirkungsgrades auf bis zu 22%. Dies sind weltweit Spitzenwerte. Durch den höheren Wirkungsgrad sinken die Stromgestehungskosten deutlich.
• Module: Der erreichte Zugewinn an Leistung und Ertrag bei Zellen wurde erfolgreich in die Module transferiert. Die Modulzuverlässigkeit konnte deutlich verbessert werden. Insbesondere kann die Potential-induzierte Degradation durch Gegenmaßnahmen auf Zell-und Modulebene wirksam vermieden werden.
• System: Hersteller von Dünnschichtmodulen haben spezielle Lösungen für die gebäudeintegrierte Photovoltaik entwickelt. Diese neuartigen Bauteile übernehmen neben der Stromproduktion zusätzlich Funktionen der Gebäudehülle, indem sie direkt als Bauelement in die Fassade oder Dachhülle eingesetzt werden. Außerdem wurde ein modulares Wechselrichtersystem entwickelt, das einen optimalen Betrieb von BIPV-Anlagen gestattet.