"Rock-Star" soll Herstellungskosten für Siliciumsolarzellen senken

BMBF-Verbundprojekt zur Evaluation und Entwicklung von Rotationsdruckverfahren für die Herstellung von Si-Solarzellen gestartet.

Bild 1: Prinzipskizze Flexodruckverfahren für die Metallisierung von Si-Solarzellen. Bild: FhG ISE

Bild 2: Flexodruck Vorderseitenmetallisierung mit lasergravierter Elastomerdruckform. Bild: FhG ISE, ContiTech

02.11.15

Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE)

Die deutsche PV-Industrie steht angesichts der aktuellen Wandels der Solarbranche neuen Herausforderungen gegenüber. Es gilt, den bestehenden Überkapazitäten und dem immensen Kostendruck in der Herstellung von Solarzellen und -modulen durch neue, innovative Konzepte und eine neue Generation von Produktionstechniken zu begegnen.

Besonderes Augenmerk gilt dabei kostenintensiven Prozessschritten wie der Vorder- und Rückseitenmetallisierung, bei denen innovative und Material einsparende Herstellungsverfahren entscheidend zur Senkung der Herstellungskosten beitragen können.

Insbesondere die Vorderseitenmetallisierung erfordert eine hohe Präzision. Feinste Kontaktfinger mit der Breite eines menschlichen Haares müssen präzise und unterbrechungsfrei mit einem hohen Durchsatz auf die Oberfläche hauchdünner Silizium-Wafer gedruckt werden. Dabei gilt es, den Verbrauch an kostenintensivem Silber zu reduzieren und dennoch eine hohe Leitfähigkeit zu gewährleisten. Diese technologische Herausforderung stellt höchste Ansprüche an die Automatisierungstechnik und die eingesetzten Materialien.

Als neue technische Lösung für die Metallisierung von Solarzellen können Rotationsdruckverfahren wie Flexodruck, Rotationssiebdruck und indirekter Tiefdruck in Betracht gezogen werden. Rotationsdruckverfahren werden hauptsächlich dann eingesetzt, wenn es um die Übertragung feiner Strukturen mit hohen Durchsatzraten geht.

Der Standort Deutschland steht für die jahrzehntelange Erfahrung und weltweite Technologieführerschaft beim Bau hochpräziser Rotationsdruckmaschinen. Aus heutiger Sicht kann noch nicht beurteilt werden, inwieweit sich die Vorteile des Rotationsdrucks in den Solarzellendruck übertragen lassen. Zur Klärung dieser Frage ist eine intensive Zusammenarbeit führender Industriepartner und Forschungsinstitute im Bereich Photovoltaik, Maschinenbau und Drucktechnik unabdingbar.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens Evaluation und Entwicklung von Rotationsdruckverfahren für die Herstellung von Si-Solarzellen (Rock-Star) möchte ein Verbund namhafter Industrieunternehmen nun die Einsatzmöglichkeit dieser Technologie für die Metallisierung von Solarzellen erforschen und bewerten. Das Verbundprojekt gehört im Rahmen des Förderprogramms Photonik Forschung Deutschland zur Fördermaßnahme F&E für Photovoltaik des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF).

Unter der Federführung des Technologieführers im Bereich Solarzellenmetallisierungslinien – ASYS Solar – und des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) werden im Rahmen des Forschungsvorhabens Hochdurchsatz-Rotationsdruckverfahren für die kosteneffiziente Metallisierung von Si-Solarzellen evaluiert und geeignete Anlagentechnik entwickelt.

Die Entwicklung solcher Metallisierungsverfahren erfordert höchste Präzision bei Konstruktion und Aufbau entsprechender Druckwerke. Die Gallus Druckmaschinen GmbH bereichert den Forschungsverbund in dieser Hinsicht mit Ihrer jahrzehntelangen Erfahrung als weltweit führender Hersteller hochpräziser rotativer Druckwerke sowie industriell hergestellter Siebdruckplatten Gallus Screeny P-Line mit der einzigartigen Flow-Shape Topographie.

Die ContiTech Elastomer Coatings GmbH entwickelt für das Forschungsvorhaben mikrometergenaue, lasergravierte Druckplatten. Rehm Thermal Systems unterstützt das Projekt mit der Entwicklung ultraschneller Trocknungssysteme. Von besonderem Interesse ist der Einsatz rotativer Metallisierungskonzepte für die Herstellung busbarloser Solarzellen, die mit der innovativen SmartWire Connection Technologie (SWCT) der Meyer Burger Technology AG zu Modulen verschaltet werden. Mit dem Know-How der Somont GmbH, einer Tochterfirma der Meyer Burger Technology AG, werden so aus innovativen Solarzellen hocheffiziente Solarmodule.

Wissenschaftlich und technologisch wird das Projekt vom Fraunhofer ISE und dem Institut für Druckverfahren und Druckmaschinen (IDD) der Technischen Universität Darmstadt begleitet. Als assoziierte Partner begleiten das Projekt die Firmen Hanwha Q Cells GmbH, Marabu GmbH & Co. KG und die Kurt Zecher GmbH mit Know-How im Bereich Solarzellen- und Solarmodulfertigung, Druckfarbenherstellung und Rasterwalzen.

Weitere Informationen

Download Steckbrief BMBF-Verbundprojekt Rockstar

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