Innovative Silberpasten für den Siebdruck der Vorderseitenmetallisierung von Silizium-Solarzellen

Eine nachhaltige und erneuerbare Stromerzeugung ist eine der großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Die Photovoltaik ist zusammen mit der Windenergie, der Wasserkraft, der geothermischen Energie und der Biomasse die Grundlage einer erneuerbaren Energieerzeugung. Die Silizium-Solarzelle ist weltweit die dominierende Technologie bei der Erzeugung von Solarstrom.

Die linienförmigen Vorderseitenkontakte einer Silizium-Solarzelle ermöglichen in Kombination mit der beschichteten Rückseite den Anschluss der Zelle an einen Schaltkreis. Die silberne Vorderseitenmetallisierung spielt eine entscheidende Rolle für den Wirkungsgrad der Zelle.

In der vorliegenden Forschungsarbeit soll ein innovatives Formulierungskonzept für die Druckpaste, das an unserem Institut erfunden wurde, weiterentwickelt werden. Sukzessive Verbesserungen der Bedruckbarkeit der Pasten im Siebdruckverfahren sollen unser Konzept der Markteinführung näher bringen. Linienbreiten von weniger als 30 μm sowie ein hohes Aspektverhältnis AR > 0,6 in Verbindung mit einem Minimum an Linienunterbrechungen durch die Drähte des Drucksiebes sollen zu einer weiteren Verbesserung der Zelleneffizienz beitragen. Die Pastenformulierungen enthalten keine nichtflüchtigen organischen Verbindungen, wodurch gewährleistet wird, dass die gesinterten Leiterbahnen frei von Restkohlenstoff sind.

Ziel des Projektes ist es, den Zellwirkungsgrad bei einem geringeren Silberverbrauch pro Zelle zu erhöhen und damit die Wettbewerbsfähigkeit der Solarstromerzeugung auf dem Energiemarkt weiter zu verbessern.