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Kostengünstige Dünnschicht-Solarzellen sind das Ziel

1,7 Millionen Euro investierten Bund und Land an der TU Chemnitz in ein neues Chemielabor für Photovoltaik und eine umfangreiche Beschichtungs-Ausstattung

  • David Adner, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Professur Anorganische Chemie, arbeitet an einem Rotationsverdampfer Vorstufen für die Synthese siliziumorganischer Verbindungen auf. Foto: Mario Steinebach
  • Stephan Koth, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Professur Digitale Drucktechnologie und Bebilderungstechnik, bereitet in einer hermetisch von der Arbeitsumgebung abgeschlossen Versuchseinrichtung einen mit Molybdän beschichteten Objektträger nach dem Drucken von Silizium-Nanopartikeln zur weiteren Bearbeitung vor. Foto: Mario Steinebach
  • Rony Fritzsche, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Chemie, nutzt in einer "Glovebox" ein innovatives Sprühsystem, um Silizium-Nanopartikel auf Objektträger aufzutragen. Foto: Mario Steinebach

Derzeitige Solarzellen, die Sonnenenergie umweltschonend direkt in elektrische Energie umwandeln, haben einen relativ niedrigen Wirkungsgrad und hohe Herstellungskosten. Wissenschaftler der Technischen Universität Chemnitz wollen deshalb gemeinsam mit vier mittelständischen sächsischen Unternehmen ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen auf Silizium-Basis entwickeln. Dafür stehen an der TU künftig ein neues Labor für die Photovoltaik-Chemie und eine moderne Beschichtungsausstattung zur Verfügung. "In den Laborausbau und in die gerätetechnische Ausstattung wurden etwa 1,7 Millionen Euro investiert", sagt Prof. Dr. Heinrich Lang, Inhaber der Professur Anorganische Chemie der TU Chemnitz.

Im neuen Chemielabor werden künftig neuartige, siliziumorganische Verbindungen hergestellt und analysiert. Für deren Weiterverarbeitung nutzt die Professur Anorganische Chemie der TU Chemnitz ein innovatives Ultraschall-Sprühverfahren. Die ebenfalls am Projekt beteiligte Professur Digitale Drucktechnologie und Bebilderungstechnik unter Leitung von Prof. Dr. Reinhard R. Baumann verwendet alternativ dazu spezielle Druckverfahren zur Strukturierung der Schichten. Die dafür notwendige Technik ist in großen "Gloveboxen" integriert. Dies sind so genannte Handschuhkästen, die hermetisch von der Arbeitsumgebung abgeschlossen sind. Innerhalb der mit einer im Bedienfeld durchsichtigen Scheibe ausgestatteten Box kann eine spezielle Atmosphäre zur Bearbeitung empfindlicher Stoffe bei der Solarzellenfertigung erzeugt werden.

Die so hergestellten Schichtsysteme lassen sich im Anschluss durch thermische bzw. photochemische Nachbehandlung in Halbleiterschichten umwandeln. Forscher der Professur Halbleiterphysik werden unter Leitung von Prof. Dr. Dietrich R.T. Zahn die Schichten eingehend charakterisieren. Zudem befindet sich eine so genannte "In-Line Analytik" in der Entwicklung, mit der die erzeugten Schichten bereits während des Produktionsprozesses charakterisiert werden, was eine minimale Reaktionszeit zur Prozesskontrolle zulässt.

Die grundlegende Erforschung dieser neuen Technik an der TU Chemnitz wird durch Bundes- und Landesmittel gefördert. Das Projekt gliedert sich in das Forschungsschwerpunktfeld "Smart Systems and Materials" der TU Chemnitz ein. Sobald die Grundlagenforschung abgeschlossen ist, soll das neue Verfahren mit Hilfe der Industriepartner zur Marktreife gebracht werden. Zu den beteiligten Unternehmen gehören das Institut für innovative Technologien ITW e. V. Chemnitz, die SIGMA Chemnitz GmbH, die SITEC Industrietechnologie GmbH Chemnitz und die DTF Technology GmbH Dresden.

Weitere Informationen erteilt Prof. Dr. Heinrich Lang, Telefon 0371 531-31673, E-Mail heinrich.lang@chemie.tu-chemnitz.de

Mario Steinebach
06.10.2011

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