Vielschichtig zu hoher Leistung
Max-Planck-Innovation vergibt an Solexel Lizenz für innovative Dünnschicht-Solarzellen-Technologie
Die Max-Planck-Innovation GmbH, verantwortlich für den Technologietransfer der Max-Planck-Gesellschaft, hat mit Solexel, Inc. eine co-exklusive Lizenzvereinbarung für ihren so genannten Porous-Silicon-Prozess (PSI-Prozess) abgeschlossen. Die Firma entwickelt und vermarktet hocheffiziente Dünnschicht-Photovoltaikanlagen und Solarmodule.
Vor dem Hintergrund hoher Energiepreise erlebt der Markt für Solarzellen einen enormen Boom. Die steigende Nachfrage führt momentan zu steigenden Kosten für reines, monokristallines Silizium, das zur Herstellung hocheffizienter Solarzellen benötigt wird. Mit Dünnschicht-Solarzellen lassen sich die Kosten reduzieren, da sie mit weniger monokristallinem Silizium auskommen. Die von Solexel lizenzierte Technologie beinhaltet eine neue Methode für die Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen. Das von Rolf Brendel während seiner Zeit am Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart entwickelte neue Verfahren basiert auf der Herstellung und Verwendung eines wieder verwendbaren Substratwafers mit einer porös strukturierten Beschichtung, auf der ein dünner, monokristalliner Silizium-Film wachsen kann. Die wachsenden Kristalle orientieren sich in ihrer Ausrichtung an der des Substrats; dies bezeichnen Experten als epitaktisch. Anschließend lässt sich die strukturierte Dünnschicht-Solarzelle effizient vom Substratwafer ablösen.
Die Vorteile dieser neuen Herstellungsmethode für Dünnschicht-Solarzellen sind vielfältig: Die Schichtstärke lässt sich mithilfe der Epitaxie auf 20 bis 30 Mikrometer reduzieren, während konventionelle Solarzellen eine Schichtdicke von 200 bis 300 Mikrometern aufweisen. Das hängt damit zusammen, dass beim üblichen Verfahren zunächst eine dicke Planarschicht hergestellt werden muss, die anschließend durch die Entfernung von Material strukturiert werden kann. Daher wird weniger monokristallines Silizium benötigt. Darüber hinaus verkürzt sich der Fertigungsprozess, und es sind geringere Produktionstemperaturen erforderlich. Ein wesentlicher Vorteil ist der Substratwafer, der aus kostengünstigem, porösem Silizium hergestellt und mehrmals wiederverwendet werden kann. Mit der neuen Technik entstehen zudem Silizium-Solarzellen mit einer hervorragenden Lichtabsorption und herausragender Effizienz.
"Solexel ist ein aufstrebendes, innovatives Unternehmen im kalifornischen Silicon Valley, das äußerst innovative, differenzierte Photovoltaikprodukte entwickelt, fertigt und demnächst vermarkten will", sagt Dr. Bernd Ctortecka, Patent- und Lizenzmanager bei Max-Planck-Innovation. "Die PSI-Technologie passt perfekt zur Geschäfts- und Produktstrategie des Unternehmens, um eine bahnbrechende, hocheffiziente monokristalline Siliziumzellentechnologie zu liefern." Solexel plant, mit einem hocheffizienten monokristallinen Solarmodul auf den Markt zu gehen. Für das Solexel-Modul sollen 156 mm x 156 Millimeter große Zellen verwendet werden. Das Modul wird wesentlich weniger Silizium pro Watt verbrauchen als konventionell hergestellte Wafer-Solarzellen. "Durch die Kombination der unternehmenseigenen Entwicklungen von Solexel mit der von der Max-Planck-Gesellschaft einlizenzierten neuen Technologie können wir hocheffiziente Dünnschicht-Solarzellen fertigen, die sowohl in der Herstellung als auch im Materialverbrauch wesentlich wirtschaftlicher sind und unser Patent-Portfolio erheblich stärken", erläutert Dr. Mehrdad Moslehi, Gründer, Vorstandsvorsitzender und Chief Technology Officer von Solexel. Die mithilfe dieser Technologie gefertigten Solarzellen und -module und die daraus resultierende Kosteneinsparung eignen sich für zahlreiche Anwendungen, angefangen bei netzgekoppelten Solarmodulen bis hin zu solarbetriebenen portablen Elektronikgeräten, Photovoltaikanlagen und Solaranwendungen im Weltraum.
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SOLEXEL, INC. ist ein Risikokapital-finanziertes Unternehmen im Silicon Valley, Kalifornien. Solexel entwickelt ein leistungsstarkes Solar-Photovoltaik-Modulprodukt mit geringen Pro-Watt-Kosten, das eine nicht subventionierte Netzparität für netzgebundene Photovoltaikanlagen für private und gewerbliche Anwendungen sowie für Stromerzeugungsanlagen von Versorgungsunternehmen ermöglicht. Der Ansatz von Solexel basiert auf einer revolutionären, IP-geschützten Technologie mit dünnen, monokristallinen Silizium-Solarzellen, die den Siliziumverbrauch im Vergleich zu konventionellen Herstellungsmethoden erheblich reduziert und die Abhängigkeit von der Silizium-Ingot-Wafer-Lieferkette beträchtlich verringert. Die photovoltaisch aktive Schicht wird durch Verwendung von im Überfluss vorhandenem, preiswertem Siliziumgas statt von teuren "Bulk-Silicon"-Wafern hergestellt. Dies führt zu einer enormen Reduzierung des Silizium-Einsatzes, beseitigt die Abhängigkeit vom Ausgangsmaterial sowie von der Anfertigung von Siliziumblöcken sowie vom Wafering, was die Gesamtkosten für die Herstellung von Zellen und Modulen deutlich reduziert. Neben der generellen Verwendung für Photovoltaikmodule schafft die Technologie von Solexel auch ideale Voraussetzungen für eine wirtschaftliche Herstellung ästhetisch reizvoller, leistungsstarker Produkte für Anwendungen im Bereich der gebäudeintegrierten Photovoltaik (Building-Integrated Photovoltaics - BIPV).
Die Max-Planck-Innovation GmbH
vermarktet Patente und Technologien an die Industrie und berät Wissenschaftler bei der Gründung neuer Unternehmen, die auf den Forschungsergebnissen der Max-Planck-Institute beruhen.
Jedes Jahr evaluiert Max-Planck-Innovation rund 150 Erfindungen, von denen etwa die Hälfte zu Patentanmeldungen führt. Seit dem Jahr 2000 hat Max-Planck-Innovation etwa 50 Ausgründungen beraten, rund 700 Lizenzabkommen geschlossen und damit über EUR 140 Millionen an Erlösen für die Erfinder, Institute und die Max-Planck-Gesellschaft erzielt. Damit gilt Max-Planck-Innovation als eine der erfolgreichsten Technologietransfer-Organisationen.