Abgeschälte Solarzellen

Die Fertigung der meisten Solarzellen ist eine verschwenderische Sache: Die Hälfte des Rohsiliziums verwandelt sich beim Schneiden der Wafer in Halbleiter-Sägemehl. Für jeden 180 Mikrometer dicken Wafer geht Material mit einer Schichtdicke von 100 bis 150 Mikrometer drauf. Das US-Start-up Astrowatt hat nun ein Verfahren vorgestellt, mit dem Silizium effizienter verarbeitet werden soll, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe.

Während beim herkömmlichen Prozess aus einem Millimeter eines Siliziumblocks drei Wafer entstehen, will Astrowatt die Ausbeute verdoppeln: Statt aus einem Block Scheiben herauszusägen, arbeitet die Firma mit einer Technik, bei der die Siliziumschichten von einem Block heruntergeschält werden.

Ganz ohne Sägen geht es allerdings auch bei Astrowatt nicht zu. Zuerst wird ein Block aus Rohsilizium in ein Millimeter dicke Scheiben zerlegt. Auf der Oberfläche einer Scheibe wird dann eine Metallschicht aufgetragen, die später als Rückelektrode dient. Heizt man sie auf, verspannt sich der Materialblock, weil Metall und Silizium sich unterschiedlich ausdehnen. Die Techniker treiben dann dicht unter der Metallschicht einen Keil in die Siliziumscheibe hinein.

Auf diese Weise lösen sich hauchdünne Siliziumschichten von nur 25 Mikrometer Dicke von der Scheibe. Zusammen mit der Metallschicht lassen sie sich von der Siliziumscheibe abschälen. Weil das Metall-Silizium-Sandwich biegsam ist, reißt es dabei nicht entzwei. Dieser Prozess wird solange wiederholt, bis ein 200 bis 300 Mikrometer dicker Siliziumrest übrig ist. Den kann man entweder zu einer konventionellen Solarzelle weiterverarbeiten oder in die Siliziumschmelze zurückgeben, in der ein neuer Kristallblock gezogen wird. Astrowatt will das Verfahren nun in handelsüblichen Fertigungsanlagen testen.

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