Laser für mehr Leistung

Neue Herstelltechniken steigern die Effizienz und senken Kosten.

Noch werden Siliziumscheiben meist mechanisch zu Zellen verarbeitet. Eine genaue und schnelle Prozessierung dünner Wafer ist daher nicht möglich. Laser sollen nun mehr Präzision und Tempo in die Solarproduktion bringen. Forscher und Ingenieure arbeiten eifrig an neuen Prozessen.

Der Photovoltaik(PV)-Markt ist im Umbruch. Den Herstellern werden heute, anders als noch vor einem Jahr, die Solarmodule nicht mehr aus den Händen gerissen. Die Konkurrenz ist groß; die Kunden fragen mittlerweile nach Wirkungsgrad und Lebensdauer – und danach, wie viel Kilowattstunden ihre Solaranlage pro Euro oder Dollar Investition liefert.

Schon in wenigen Jahren soll Solarstrom selbst in Deutschland das Preisniveau konventionell erzeugten Stroms erreichen. Das ist nur möglich, wenn Solartechnik leistungsfähiger und vor allem billiger wird. Der Wettbewerb zwingt die Unternehmen dazu, effizienter zu produzieren. Und das Licht hilft ihnen dabei. Denn Laser arbeiten schnell, extrem präzise, berührungslos und verschleißfrei. Das macht sie zu einem idealen Werkzeug für die Zell- und Modulhersteller.

Laser sind vielseitig einsetzbar: Sie erzeugen winzige Löcher und feinste Gräben, sie säubern Flächen, sie schmelzen dünnste Schichten und sie verschweißen oder verlöten Materialien. In Pilotlinien erproben nahezu alle PV-Firmen solche Optionen. In der Fertigung aber werden Laser bisher nur zur Kennzeichnung der Solarzellen und zur Kantenisolation eingesetzt. Dabei, erläutert Uwe Stute von der Firma Trumpf Laser, „erzeugen Mikrobearbeitungslaser mit Pulsdauern von einigen zehn Nanosekunden einen Graben entlang der Kante, der Vorder- und Rückseite der Zelle elektrisch trennt.“ Doch in Zukunft werde sich das ändern: „Die Zeiten, in denen bei kristallinen Solarzellen, die den Markt nach wie vor mit weit über 90 Prozent Anteil dominieren, mechanisch gebohrt oder gesägt wird, dürften bald vorbei sein“, so Stute. Zwei Trends seien Türöffner für den Laser: Zum einen würden die Wafer immer dünner, um teures Silizium einzusparen. Zum anderen strebten die Hersteller Produktionsraten von einer Zelle pro Sekunde an. Dies sei ohne den Einsatz des Lasers kaum zu schaffen.