Kupfer statt Silber

Galvanisieren |

Strom aus Solarzellen wird aus diesen über Metallbahnen abgeführt, die meist aus einer silberhaltigen Paste bestehen. Silber ist jedoch knapp und teuer. Auf der Suche nach Alternativen haben Forschende am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ein Galvanikverfahren entwickelt, das auf Kupfer setzt.

Kupfer ist deutlich günstiger als Silber, es ist wesentlich besser verfügbar und wird bereits in großen Mengen recyclt. Der einzige Nachteil: Kupfer schädigt bei Eindringen das Siliciummaterial. Durch ein neues Galvanikverfahren wird dieses Risiko minimiert. Wirkungsgrad und Leistung der so produzierten Solarzellen bleiben erhalten oder werden sogar verbessert. Geht es nach dem Fraunhofer ISE, soll das neue Galvanikverfahren bereits in wenigen Jahren für die Herstellung der nächsten Generation von Silicium-Solarzellen genutzt werden. Dass das Institut dabei auf einem guten Wege ist, zeigen die Ergebnisse zweier, durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klima (BMWK) geförderter Projekte: ein Forschungsteam am Institut metallisierte bifaziale TOPCon-Solarzellen mit galvanischen Nickel/Kupfer/Silber-Kontakten. Der Silberverbrauch konnte um 90 Prozent reduziert werden. Die Zellen erreichten einen Wirkungsgrad von 24 Prozent und lagen damit  um 0,5 Prozent höher als herkömmliche mit Silber-Siebdruck metallisierten Vergleichszellen. Ein weiteres Verfahren zur galvanischen Kupfermetallisierung ist am Fraunhofer ISE gerade im Entstehen: die Silicium-Heterojunction-Solarzellentechnologie eignet sich ebenso, um den Silberverbrauch stark zu verringern. Die galvanische Kupfermetallisierung der Forschenden setzt an mehreren Punkten an: die Laserkontaktöffnung wird verkleinert, durch die Art der Laserstrukturierung können auch die Leiterbahnen schmaler gestaltet werden, statt Lacke oder Folien wird Aluminium für die Maskierung eingesetzt.

Lesen Sie den Beitrag dazu in der mo 11 2022 oder hier online!

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