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Rock-Star

Projektfoto Rock-Star

Rotationsdruckverfahren für günstigere Herstellung von Si-Solarzellen

Das Konsortium des Forschungsprojekts Rock-Star möchte einen wesentlichen Prozessschritt in der Si-Solarzellenproduktion revolutionieren. Besonderes Augenmerk liegt auf kostenintensiven Prozessschritten wie der Vorder- und Rückseitenmetallisierung. Hier können Material sparende und Durchsatz steigernde Verfahren entscheidend zur Senkung der Herstellungskosten beitragen. Darum geht es: Damit der in den Solarzellen erzeugte Strom genutzt werden kann, wird er von Metallkontakten eingesammelt und abgeleitet. Diese Aufgabe übernehmen feinste Kontaktfinger, die bei der Vorderseitenmetallisierung präzise und unterbrechungsfrei mit einem hohen Durchsatz auf die Oberfläche hauchdünner Silizium-Wafer gedruckt werden.

Das bislang herkömmliche Flachbett-Siebdruckverfahren gelangt hier an seine Grenzen. „Rund statt flach“, so könnte verkürzt der Ansatz der Verbundpartner beschrieben werden. Sie haben sich das Ziel gesteckt, neue Druckverfahren zu entwickeln und zu erproben, mit denen weitere Effizienzgewinne und Produktivitätssteigerungen bei der Metallisierung von Solarzellen erreicht werden können. Als neue technische Lösung können Rotationsdruckverfahren wie Flexodruck, Rotationssiebdruck und indirekter Tiefdruck in Betracht gezogen werden. Rotationsdruckverfahren werden hauptsächlich dann eingesetzt, wenn es um die Übertragung feiner Strukturen mit hohen Durchsatzraten geht.

Im Rotationsdruck herrscht allerdings das Prinzip „rund auf rund“ – das heißt, dass sowohl die Druckform als auch die Gegendruckform eine zylindrische Geometrie aufweisen. Während Papier diesen Druckprozess ohne Schaden übersteht, lassen sich die Si-Solarzellen wegen der hohen Bruchgefahr nicht zwischen zwei zylindrischen Rollen bedrucken. Das Konsortium stellt sich trotzdem der Herausforderung dieses Druckprinzip für die Kontaktierung von Solarzellen auf das Druckprinzip „rund auf flach“ zu übertragen. Dabei müssen Druckwerke und Zuführungen mit höchster Präzision arbeiten, um die notwendigen filigranen Strukturen mit der erforderlichen Genauigkeit auf die Silizium-Wafer zu drucken. Sollte das Forschungsprojekt erfolgreich verlaufen, wird der Solarindustrie ein völlig neues Druckverfahren für die Metallisierung zur Verfügung stehen, das v.a. hinsichtlich Produktivität allen bisherigen Verfahren überlegen sein kann.

Grafik (mit Klick vergrößern!)

Prinzipskizze Flexodruckverfahren für die Metallisierung von Si-Solarzellen. (Quelle: Fraunhofer ISE)
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