Next Energy-Wissenschaftler forschen mit Technologie von Leybold Opticsl

Das unabhängige EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie, Next Energy, Oldenburg, beauftragte Leybold Optics GmbH, Deutschland, eine Phoebus Labor-Anlage für Forschungs- und Entwicklungsaufgaben (F&E) von Silizium-Dünnschicht-Solarzellen bis Anfang 2012 zu liefern. Mit dieser wegweisenden Anlage stellt Leybold Optics, führender Hersteller von Vakuum-Equipment, modernste Technologie für die hohen Anforderungen von High-Tech-Beschichtungen bereit. Next Energy arbeitet bereits heute an Lösungen für die Energieversorgung von morgen. Vorrangig konzentriert sich das Institut innerhalb seines Forschungsbereichs Photovoltaik auf die Silizium-Dünnschichttechnologie. Das Team von Wissenschaftlern setzt sich dabei das Ziel, eine signifikante Effizienzsteigerung der Zellen zu erreichen, um gleichzeitig zu einer Kostensenkung der Technologie beizutragen.
Auf diesem Weg kann die geforderte Netzparität zu konventionellem Strom erreicht werden. Gemeinsam mit der Industrie betreibt Next Energy umfassende Forschung und Entwicklung und zeichnet sich durch seine anwendungsnahe, interdisziplinäre und zielorientierte Arbeitsweise aus. Wesentlich für den Erfolg der Dünnschichttechnologie in der Photovoltaik ist es, relevante Labor-Entwicklungen für eine industrielle Fertigung schnell umzusetzen. Forschungs- und Entwicklungsabteilungen können mit der Phoebus Labor-Anlage von Leybold Optics neue Konzepte schnell erproben und diese dank hohem Durchsatz extrem zeitsparend auf eine industrielle Produktion übertragen.
Gegenüber vergleichbaren Systemen ist die Phoebus Labor-Anlage in der Lage, Substrate mit bis zu fünf Millimeter Stärke und einer Fläche bis zu 300 x 300 Millimeter oder alternativ auch beliebig kleinere Substrate in unterschiedlichsten Formen zu beschichten. Die Labor-Anlage ist mit den gleichen Eigenschaften des industriell eingesetzten Beschichtungssystem Phoebus von Leybold Optics ausgestattet, dazu zählen insbesondere auch die EAE-Technologie (Elektrischer-Asymmetrie-Effekt/Dual Frequency) und die In-Situ-Reinigung. Das System arbeitet mit der plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD = Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition). So verfügt die robuste Labor-Ausführung nicht nur über den gleichen skalierbaren Prozesskammer-Entwurf, sondern liefert ebenso ausgezeichnete Beschichtungsergebnisse. Gewünschte Materialqualitäten des amorphen und mikrokristallinen Siliziums werden mit hoher Schichthomogenität bei gleichzeitig niedrigen Produktionskosten erreicht.
Dies gilt für einfache Dünnfilm-Zellen (a-Si oder µc-Si), für Mehrfach-Solarzellen wie Tandemzellen (a-Si/µc-Si oder a-Si/a-Si), für Dünnschicht-Solarzellen mit drei Halbleiterschichten (triple-junction cells) und für einzelne Schichten (interreflective, buffer, etc.). Die individuelle Gasabscheidung in den einzelnen Prozesskammern (p-Kammer, i-Kammer, n-Kammer) vermeidet jegliche Querverunreinigung zwischen den Prozesskammern. Während des gesamten Prozesses und des Transports werden die Glassubstrate im unterbrechungsfreien Vakuum und gleichbleibenden, stabilen Temperaturniveau gehalten. Die extrem flexible Labor-Anlage bietet eine nahezu unbegrenzte Vielzahl von Prozess-Konfigurationsmöglichkeiten. Alle Prozessabläufe sind frei programmierbar. Der einfache Zugang zu jeder Prozesskammer ermöglicht eine reibungslose Wartungs- und Servicesituation.
Aus Sicht von Dr. Karsten von Maydell, Bereichsleiter Photovoltaik bei Next Energy, ist die State-of-the-Art-Technologie von Leybold Optics vielversprechend: „Die flexible Phoebus Labor-Anlage bietet Next Energy ideale Voraussetzungen, seine Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Bereich Photovoltaik und Silizium-Dünnschichttechnologie zu beschleunigen. Wir werden die skalierbaren Möglichkeiten der Anlage auch dazu nutzen, um Tandem-Solarzellen weiter zu optimieren und mit Hilfe von neuartigen Siliziumlegierungen die Entwicklung von Triple-Junction-Solarzellen voranzutreiben.“ Unternehmensprofil: Leybold Optics GmbH zählt zu den weltweit führenden Anbietern von Vakuumtechnologie, entwickelt Prozesse und ist Hersteller für anspruchsvolle High-End-Beschichtungen. Der anerkannte Dünnschicht-Spezialist setzt Meilensteine in den Bereichen Sputtering, PEVCD, plasmaunterstützte Verdampfung, Automation und Software und ist in zwei Divisionen aufgegliedert: Optics und Glass & Solar.
Das Portfolio der Division Glass & Solar umfasst Vakuum-Systeme für die Photovoltaik-Industrie sowie Maschinen zur Beschichtung von Architekturglas, Displays und weitere großflächige Anwendungen. Die Division Optics vermarktet Beschichtungsanlagen für Präzisionsoptik, Brillenbeschichtungen, Automobil- und Elektronikindustrie. Der Grundstein des Erfolges wurde vor 160 Jahren von den Gründern und Erfindern Ernst Leybold und Wilhelm Carl Heraeus gelegt. Ihr Pioniergeist in der Recherche und Entwicklung neuer Herstellungsverfahren spiegelt sich in den Marktstandards wider, die seit Gründung des Unternehmens international anerkannt sind. Leybold Optics – verpflichtet der Innovation und Qualität aus Tradition – ist heute ein global tätiges Unternehmen und mit mehr als 500 Mitarbeitern weltweit vertreten.
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Das EWE-Forschungsunternehmen für Energietechnologie Next Energy ist ein unabhängiges Forschungsinstitut mit der Zielsetzung, Lösungen für die effiziente und umweltfreundliche Energieversorgung der Zukunft zu entwickeln. Der Fokus der Forschung bei Next Energy liegt auf den drei technologischen Themenfeldern Photovoltaik, Brennstoffzellen und Energiespeicher. In enger Kooperation mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie arbeitet das Institut in einer Bandbreite von der Materialforschung bis zur Systementwicklung anwendungsorientiert und interdisziplinär. Als eigenständiges An-Institut ist Next Energy direkt auf dem naturwissenschaftlichen Campus der Universität Oldenburg angesiedelt. In dem 2009 eingeweihten Forschungszentrum sind mittlerweile mehr als 80 Mitarbeiter beschäftigt. Organisiert ist das Institut unter dem Dach des gemeinnützigen Vereins „EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e. V.“, dem neben der Universität Oldenburg und den Land Niedersachsen auch die EWE AG als maßgeblicher Förderer angehört.
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