Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE ist es gelungen, den Silberverbrauch von TOPCon-Solarzellen auf 1,1 Milligramm pro Watt zu reduzieren – rund ein Zehntel der üblicherweise benötigten 10 bis 12 Milligramm pro Watt. Dies gelang mit einem von der Rena Technologies GmbH entwickelten, auf Galvanik basierenden Inline-Metallisierungsverfahren, wie aus einer Mitteilung des Fraunhofer ISE hervorgeht. Durch die Kombination von ultrakurzer UV-Laserstrukturierung mit der elektrochemischen Abscheidung von Nickel, Kupfer und Silber stellte das Forschungsteam TOPCon-Solarzellen der Wafergröße M10 mit einem Wirkungsgrad von 24 Prozent her. Das entspricht dem Wirkungsgrad der Referenz-Solarzellen, deren Silber-Kontakte im klassischen Siebdruckverfahren aufgebracht wurden.
Während Silizium-Heterojunction- und IBC-Solarzellen bereits seit Langem erfolgreich mit gedruckten Silber-Kupfer- oder reinen Kupfer-Kontakten metallisiert werden, befindet sich die gedruckte Kupfer-Metallisierung für die neuere TOPCon-Solarzelle noch in der Erprobung, teilt das Fraunhofer ISE mit.
»Die sogenannte Nickel/Kupfer-Galvanisierung könnte innerhalb von zwei bis drei Jahren fest in den Photovoltaik-Markt eingeführt werden«, sagt Sven Kluska, Gruppenleiter für Elektrochemische Prozesse am Fraunhofer ISE. Galvanisierte Kupfer-Kontakte haben demnach das Potenzial, den Silberbedarf von TOPCon-Solarzellen fast vollständig zu ersetzen. Nickel dient dabei als Diffusionsbarriere gegen eine Kupfer-Migration in die Zelle, Kupfer übernimmt die elektrische Leitung, ein minimaler Anteil an Silber verbleibt als Oxidationsschutz.
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