Energieforschung Schweiz

Photovoltaik: Silber sparen, Kosten senken

Die Preise in der Photovoltaik sinken seit Jahren. Es dreht sich alles um die Steigerung des Wirkungsgrades und eine Senkung der Herstellkosten. In einem europäischen Projekt ging es um die Kostenreduktion, die durch Einsparung von teuren Bestandteilen (Silber) durch innovative Kontakt- und Verbindungstechnologie für Solarzellen erzielt werden kann.
Weniger Silber – günstigere Photovoltaik

Photovoltaik: Mit innovativen Kontakt- und Verbindungstechnologien lassen sich teure Bestandteile wie Silber einsparen und so die Kosten senken. (Bild: Meyer Burger)

Auf einen Blick

Die Kombination von Fine-Line-Zellmetallisierung und «Smart Wire Connection Technology» (SWCT) ergibt hocheffiziente Solarmodule, die durch einen geringeren Silberverbrauch kostengünstiger hergestellt werden können. Tests haben ergeben, dass diese Zellen eine um mehr als 15 Watt höhere Leistung aufweisen als kommerzielle 3-Busbar-Modelle. Dem Projektteam ist es gelungen, nicht nur die technische Machbarkeit der Technologiekombination aufzuzeigen, sondern auch eine hohe Stabilität und Zuverlässigkeit der Module nachzuweisen.

Dank der rasanten Marktentwicklung sind die Preise für Photovoltaik in den letzten zehn Jahren um 80 % gesunken. Solarstrom gehört heute zu den günstigsten erneuerbaren Energien. Ein Ansatzpunkt, um die Kosten weiter zu reduzieren, ist die Senkung des Silberanteils in den Leiterbahnen, die den Strom aus den Zellen aufnehmen und transportieren: Feine Finger sammeln den Strom in den Zellen und leiten ihn an die Busbars. Einzelne Solarzellen sind durch sogenannte Ribbons miteinander verbunden.

Eine überzeugende Kombination

In den letzten Jahren wurden neue Ansätze entwickelt, die mit weniger Material auskommen und bei denen die Leitungsverluste kleiner sind. Das Schweizer Unternehmen Meyer Burger nutzt hier ihre «Smart Wire Connection Technology» (SWCT), die viele feine, quer zu den Kontaktfingern auf der Zelle angebrachten Drähte und benachbarte Zellen untereinander verbindet. Um den Silberverbrauch in den Kontaktfingern zu reduzieren, hat die israelische Firma Utilight eine neue Technologie entwickelt, mit der ultradünne Drähte (20 µm) auf den Solarzellen abgeschieden werden können, was mit Standardsiebdruckverfahren so nicht möglich ist. In einem gemeinsamen Projekt im Rahmen des europäischen Netz-werkes SOLAR-ERA.NET haben diese beiden Firmen zusammen mit dem deutschen Forschungszentrum ISC Konstanz ihre Technologien kombiniert. Zellseitig konnte der Verbrauch an Silber auf 28 mg pro Zelle reduziert werden, ein Wert, der in der zeitlichen Technologieentwicklung um Jahre voraus ist. Aus den feinlinien-metallisierten Zellen wurden bei Meyer Burger Solarmodule mit der SWCT-Verbindungstechnologie und Verwendung von Indium-freien Drähten hergestellt und gemäss Standardnormen getestet. Die mit diesen Zellen maximal erreichte Modulleistung liegt bei 310 W (60-Zellen-Modul) und übertrifft damit kommerzielle 3-Bus-bar-Module um mehr als 15 W.

Grafik_Refined PV_DE

Um kristalline Siliziumsolarzellen zu kontaktieren, werden metallische Finger und Busbars als Stromsammelschienen auf die Zellen aufgedruckt. Neue Technologien erlauben es, die Zellen ohne Busbars zu verbinden und reduzieren die Breite der Kontaktfinger. Die Leistung steigt dank geringerer Verschattung und ohmsche Verluste verringern sich. Weiter lässt sich so massiv Silber sparen, was die Kosten senkt. Quelle: BFE

Produkte aus dem Projekt

Schlussbericht Refined PV – Reduction of Power Losses by Ultra-fine Metallization and Interconnection of Photovoltaic Solar Cell

Kontakt und Team

Projektleitung
Benedicte Bonnet – Eymard
Meyer Burger AG
benedicte.bonneteymard@ta-swiss.ch