Solarzellen auf dem Weg zu noch umweltfreundlicherer Herstellung

19.12.2013

Der Herstellungsprozess von kristallinen Siliziumscheiben beinhaltet zahlreiche umweltbelastende Prozessschritte. Im Standardprozess werden zum Beispiel die Wafer mit sauren, stark alkalischen und lösemittelhaltigen Medien gereinigt und texturiert, die aufwendig entsorgt oder wiederaufbereitet werden. In dem vom Bundesministerium für Wirtschaft geförderten Projekt „Entwicklung eines PV-Moduls mit Konformität zu EU-Normen mit Gültigkeitsbereich Mikroelektronik“ (EU-KM) entwickelte die CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik und Photovoltaik GmbH für einige Prozessschritte umweltfreundliche Alternativen bei gleichbleibender Effizienz der Solarzellen. Dabei wurden die gängigen Umweltnormen aus der Mikroelektronik zugrunde gelegt.

In einer ersten Phase wurde eine Lebenszyklusanalyse für die einzelnen Prozessschritte durchgeführt. Entwickelt wurde hierbei eine Datenbank als Hilfsmittel zur Bewertung möglicher Umweltauswirkungen durch die Prozesse selbst als auch durch die eingesetzten Chemikalien in den einzelnen Prozessabschnitten. Die Datenbank umfasst zum Beispiel Alternativprozesse für Texturierung, Dotierung, bleifreie Metallisierung und Modulkontaktierung.

Die Neuentwicklungen wurden mit der hauseigenen Solarzellen-Fertigungslinie hergestellt und analysiert. Anschließend wurden die Ergebnisse mit den Standardprozeduren verglichen und bewertet. Herausragend ist die Entwicklung eines preiswerten umweltschonenden Gemisches, welches eine qualitativ gleichwertige Texturierung erzeugt wie üblich genutzte industrielle Lösungsmittel-Gemische.



Texturierte Siliziumoberflächen im Vergleich: