Ohne Leistungsverlust: Forscher ersetzen bei Solarzellen teures Silber durch günstiges Kupfer

Silber wird in der Regel mit Schmuck und ähnlichen Gegenständen in Verbindung gebracht und gilt daher als recht wertvoll. Eher unbekannt ist, dass auch die Solarindustrie große Mengen des Edelmetalls benötigt. Zum Einsatz kommt es hier vor allem bei Leiterbahnen und Kontakten. Aktuell verbraucht die Branche daher rund fünfzehn Prozent des weltweit abgebauten Silbers. Da zahlreiche Länder angekündigt haben, die Solarenergie weiter ausbauen zu wollen, dürfte dieser Wert in naher Zukunft weiter ansteigen. Allerdings ist Silber so wertvoll, weil es nur begrenzt zur Verfügung steht. Die steigende Nachfrage führt daher zu Lieferschwierigkeiten und steigenden Preisen. Zumal auch beim Ausbau der 5G-Technologie und in der Elektromobilität Silber benötigt wird. Forscher des Fraunhofer Instituts haben daher nach alternativen Produktionsverfahren für Solarzellen gesucht, bei denen auf das wertvolle Edelmetall verzichtet werden kann. Nun sind sie offenbar fündig geworden.

Die Kupfer-Leiter können die Leistungsfähigkeit sogar erhöhen

Konkret entwickelten sie ein neuartiges Galvanik-Verfahren, das es ermöglicht, Kupfer für die Leiterbahnen und Kontakte zu verwenden. Kupfer steht in Deutschland in großen Mengen zur Verfügung. Durch eine Umstellung würden sich also nicht nur die Produktionskosten für Solarzellen verringern, sondern auch die Abhängigkeit von internationalen Lieferanten. Die Ersparnis dürfte nicht zu unterschätzen sein. Denn heute ist Silber für rund zehn Prozent der Kosten einer Solarzelle verantwortlich. Der Trick funktioniert aber natürlich nur, wenn das neue Material nicht für einen zu starken Leistungsverlust sorgt. Tatsächlich konnten die Forscher hier sogar den gegenteiligen Effekt erreichen. Denn sie setzten bei den neuen Kupferleitern auf eine gezielte Strukturierung per Laser. Dadurch sind diese nur neunzehn Mikrometer dick und werfen weniger Schatten auf die wichtige Siliziumschicht. Letztlich könnte so der Stromertrag sogar höher ausfallen als bei der Verwendung von Silber.

Schon nächstes Jahr soll die Pilotproduktion starten

Nun arbeiten die Forscher daran, die Technologie aus dem Labor und auf den Markt zu bekommen. Dafür wurde eine Ausgründung namens PV2+ ins Leben gerufen. Die junge Firma kooperiert mit Partnern aus der Industrie und will schon im nächsten Jahr mit der Pilotproduktion der neuen Solarzellen beginnen. Im Idealfall wird die Produktion von Solarenergie dadurch einfacher und preiswerter. Dies könnte den weltweiten Ausbau-Boom weiter beschleunigen. In der Pilotproduktion soll dann auch einer weitere Innovation der Fraunhofer-Forscher getestet werden: Sie ersetzten die bisher bei der Galvanisierung genutzte Abdeckschicht aus Polymeren durch speziell behandeltes Aluminium. Der große Vorteil: Aluminium lässt sich deutlich einfacher recyceln als die bisher verwendeten Polymer-Speziallacke. Letztlich könnte so das gesamte Produktionsverfahren auch noch ein wenig nachhaltiger werden. Voraussetzung ist allerdings, dass bei der geplanten Pilotproduktion alles nach Plan verläuft und keine unerwarteten Probleme auftreten.

Via: Fraunhofer