Neuartige Laserstrukturierung macht Solarzellen langlebiger und effizienter
Um Solarzellen zu verschalten, die direkt auf der Barrierefolie aufgedampft werden sollen, bedarf es einer präzisen und vor allem „schonenden“ Laserstrukturierung. Die größte Herausforderung innerhalb des komplexen Laserprozesses besteht darin, die ausgewählten Schichten des OPV-Schichtstapels selektiv im Nanometerbereich abzutragen, ohne dass die Funktionalität der direkt darunterliegenden hauchdünnen Barriereschicht leidet. Denn die Leistungsfähigkeit der Barriere wirkt sich direkt auf die Lebensdauer der Solarzellen aus.
Hauptziel des ALABO-Projektes war es, einen industrietauglichen Laserprozess zu entwickeln. Neben der Prozessentwicklung wurde auch die Umsetzbarkeit in einer späteren Produktion betrachtet und die Entwicklung von beschleunigten Barrieremessverfahren vorangetrieben.
Für die erfolgreiche Realisierung arbeitete ein Team von Ingenieuren und Wissenschaftlern aus Holland, Frankreich, Polen und Deutschland interdisziplinär zusammen. Und das Ergebnis erfüllte die höchsten Projekterwartungen: „Wir konnten nachweisen, dass der bestehende Schichtaufbau mit industriereifen Lasersystemen bearbeitbar ist. Durch die Veränderung bestimmter Prozessparameter konnten wir eine beschädigungsfreie Strukturierung auf der Barriere erreichen. Die Erkenntnisse aus dem ALABO-Projekt sind ein Türöffner für die Rolle-zu-Rolle-Direktverkapselung. Nur gemeinsam mit den exzellenten Partnern war Heliatek in der Lage, den komplexen Laserprozess zu entwickeln.“, sagt Merve Anderson, Projektleiterin der Heliatek GmbH.
Wird die Direktverkapselung später in die Produktion überführt, kann dadurch die Lebensdauer der Solarzellen deutlich gesteigert und gleichzeitig Volumen der funktionalen Folien reduziert werden. Durch den effizienteren Materialeinsatz werden bei der ohnehin schon energieeffizienten Solarzellenproduktion weitere Ressourcen eingespart, was sich letztendlich positiv auf den Produktpreis auswirkt.
Die Grundlage für den Erfolg des Projektes legte die geballte Forschungskompetenz der beteiligten Organisationen. Beteiligt an dem ALABO Forschungsprojekt waren das HOLST-Centre, die Forschungsinstitute CNRS, CEA und Fraunhofer IWS Dresden sowie die Unternehmen Sorter, 3D-Micromac AG und Heliatek GmbH.
