Zelloberfläche im Fokus

Selektive Emitter steigern den Wirkungsgrad

Die Licht zugewandte Oberfläche von Solarzellen bietet noch großes Optimierungspotenzial. Hier liegt etwa die Emitterschicht, die Elektronen sammelt und sie zu den Zellkontakten leitet. Bislang ist dieser Bereich im Siliziumkristall für die Stromproduktion nutzlos. Doch die Industrie kennt inzwischen Wege, ihn photoelektrisch aufzuwerten.

Die Innovation stammt aus Kanada: Photovoltaikproduzent Canadian Solar hat den Wirkungsgrad seiner Siliziumsolarzellen mithilfe eines sogenannten selektiven Emitters um fast einen Prozentpunkt verbessert. Als Emitter wird die negativ leitende (n-leitende) Schicht an der Zellvorderseite bezeichnet. Er hat die Funktion, die im Silizium generierten Ladungsträger zu sammeln und möglichst verlustfrei zu den Frontkontakten zu leiten. Canadian Solar hat die Emitterschicht nun so manipuliert, dass sie zudem auch Strom produziert. So erhöht die Firma die Effizienz multikristalliner Zellen auf 17 und monokristalliner Zellen auf 18,5 Prozent. „Dadurch wird Solartechnik am Markt günstiger zur Verfügung stehen“, sagt Vorstand Shawn Qu.
Canadian Solar reiht sich damit in die Gruppe der wenigen Firmen ein, die selektive Emitter bereits serienmäßig verwenden. Das sind zum Beispiel die chinesischen Hersteller China Sunergy und Suntech. Auch die deutschen Photovoltaikausrüster Centrotherm und Schmid bieten seit Neuestem industrietaugliches Herstellequipment für selektive Emitter an. Damit ließen sich – je nach Güte des Wafers und Herstellprozess – Zellen mit bis zu 0,8 Prozentpunkten mehr Effizienz fertigen.
Das klingt zunächst wenig spektakulär, doch selbst kleine Effizienzgewinne können Firmen entscheidende Wettbewerbsvorteile bringen. Denn der Wirkungsgrad beeinflusst die Wirtschaftlichkeit stärker als jeder andere einzelne Faktor bei der Herstellung, einschließlich der Skaleneffekte durch eine größere Produktionsmenge. Jeder Prozentpunkt mehr Wirkungsgrad senkt, so die Faustformel, die Kosten um fünf bis sieben Prozent, da pro Watt Leistung weniger Zellen- beziehungsweise Modulfläche benötigt wird.