PERC-Solarzellen stellen neuen Wirkungsgradrekord auf

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Durch neue Beschichtungsprozesse auf der Rückseite der Solarzelle konnte der Weltrekord beim Wirkungsgrad von industriell gefertigten PERC-Solarstellen verbessert werden. Das Verfahren geht in die Massenfertigung.

Das Photovoltaik-Kalibrierlabor des Fraunhofer ISE hat es bestätigt: Ein deutscher Hersteller verbessert den Wirkungsgrad für industriell gefertigte PERC-Solarzellen auf 21,7 Prozent und stellt damit einen neuen Rekord auf. PERC steht für Passivated Emitter and Rear Cell und wird mit Rückseitenpassivierung übersetzt. Die Technologie wurde im konkreten Fall auf kristalliner p-Typ-Siliziumwafern angewendet, die bei der industriellen Herstellung überwiegend zum Tragen kommen.

PERC gibt Ladungsträgern eine "zweite Chance"

PERC fördert die Lichtaufnahme und optimiert die Leistung der Solarzelle. Die Funktionsweise einer Solarzelle mit p-n-Übergang erklären die Springer-Autoren Viktor Wesselak und Sebastian Voswinckel im Buchkapitel "Die Physik der Solarzelle". Bei der PERC-Technologie wird zum normalen Zellaufbau eine dielektrische Schicht integriert, die von einem Laser bearbeitet und dadurch mit Löchern versehen wird. Diese Schicht reflektiert das Licht in die Zelle, das ohne Erzeugung von Ladungsträgern bis zur Rückseite gedrungen ist. So wird eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung von Ladungsträgern gegeben.

Ein weiterer Vorteil der "reflektierenden" Eigenschaft ist, dass auch bei schwachem oder diffusem Licht eine verbesserte Absorption von Licht mit langer Wellenlänge gewährleistet ist und somit höhere Energieerträge erzielt werden können. Zudem wird verhindert, dass langwelliges Licht, die Rückseite erhitzt. Eine niedrigere Betriebstemperatur der Zelle wirkt sich positiv auf den Energieertrag aus. Und dank der erhöhten Lichtempfindlichkeit der Zelle wird die Absorption von Infrarotstrahlung gesteigert und somit die Stromerzeugung erhöht.

Neue Hochleistungs-Solarzellen gehen in die Massenfertigung

Da die hocheffizienten Solarzellen bereits produziert werden, kann das Verfahren schnell in die Massenfertigung übergehen. Bereits ab Herbst dieses Jahres wird es Module mit dieser Technologie mit einer Leistung von 300 Watt aufwärts geben. 800 Megawatt der Solarzellkapazität hat das Unternehmen bereits auf die PERC-Technologie umgestellt. Auch andere Unternehmen folgen diesem Trend und haben ihre Kompetenzen in diesem Bereich ausgebaut.

Springer-Autor Elmar Bollin gibt in einer Tabelle im Buchkapitel "Solartechnik" einen Überblick über marktrelevante Solarzellentypen und deren Wirkungsgrade. Er erläutert die solare Strahlung und widmet sich unter Punkt 12.4 gezielt der Photovoltaik von der Technologie bis zur Leistungsfähigkeit. Die PERC-Technologie wird auch Thema bei der Konferenz EU PVSEC Mitte September 2015 sein.