20 % Solarzelle auf EpiWafer

Nach dem neuen Verfahren abgelöster Wafer (rechts), wiederverwendbares Substrat (links) / Bildquelle: Fraunhofer ISE

Vor wenigen Monaten wurde die NexWafe GmbH aus dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ausgegründet, mit dem Ziel, die kerfless wafer-Technologie für epitaktisch gewachsene Wafer (EpiWafer) in den Markt zu transferieren und zu kommerzialisieren. Bei der EpiWafer-Technologie wird eine dicke kristalline Siliciumschicht epitaktisch auf ein Substrat aufgewachsen und danach als frei stehender Wafer mit Standarddicke wieder abgehoben. Diese radikale Veränderung in der Wertschöpfungskette ermöglicht die Herstellung von EpiWafern zu wesentlich geringeren Kosten als mit der herkömmlichen Methode. 

Der EpiWafer ist ein direkter Ersatz für konventionelle n- oder p-dotierte monokristalline Silicium-Wafer.

Jetzt meldet das Fraunhofer ISE einen wesentlichen Fortschritt in der Entwicklung seiner EpiWafer, die im so genannten drop-in-Verfahren konventionelle Cz-Wafer ersetzen können. Das Freiburger Forscherteam hat gemeinsam mit NexWafe alle Produktionsschritte für EpiWafer optimiert. Die Analyse der neuen n-dotierten Wafer zeigt, dass die Minoritätsträgerlebensdauer höher ist als 1000 µs, was der Qualität von herkömmlichen n-Typ Cz-Wafern entspricht. Solarzellen, die auf diesen EpiWafern hergestellt werden, erzielen einen Wirkungsgrad von 20 %, ein durch das unabhängige Fraunhofer ISE CalLab bestätigter Wert. Nach Dr. Stefan Janz, Abteilungsleiter Siliciummaterialien, zeigt dieser Erfolg die schnellen Fortschritte, die bereits innerhalb weniger Monate des Arbeitens mit EpiWafern erreicht werden konnten. Die Solarzelle erreicht einen Kurzschlussstrom von 39,6 mA/cm², ein Weltrekord für epitaktisch gewachsene Siliciumsolarzellen.

Nach Dr. Stefan Reber, Geschäftsführer von NexWafe, zeigen diese Werte, dass mit den EpiWafern eine bahnbrechende Technologie entwickelt wurde. Sie beschleunigt die Marktentwicklung hin zu hocheffizienten Modulen, indem sie qualitativ hochwertige monokristalline EpiWafer zu sehr wettbewerbsfähigen Preisen anbietet, ohne dass der Zellhersteller seinen Prozess ändern muss.

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