Fraunhofer的研究人员正在开发新的太阳能电池涂覆工艺和用于电池生产的薄层系统，这将导致太阳能电池价格的大幅下降。
来自不伦瑞克表面技术与薄膜研究所的弗劳恩霍夫研究所的研究人员将于9月25日至28日在法兰克福举行的EU PVSEC贸易展览会上展示其中的一些新工艺。
可以达到高达23％的效率的商业高效太阳能电池已经成为太阳能行业的目标，但直到现在，生产一直在浪费其所使用的昂贵的硅烷气体，而太阳能电池达到效率提高40％，但成本很高。弗劳恩霍夫新闻稿指出：“这些“ HIT”电池（带本征薄层的异质结）由晶体硅吸收剂和附加的硅薄层组成。到目前为止，制造商一直使用等离子CVD工艺（化学气相沉积的缩写）将这些层施加到基底上：反应室中充满了硅烷（这种气体的分子由一个硅和四个氢原子组成），并带有晶体硅基板。等离子体激活气体，从而打破了硅氢键。现在自由的硅原子和硅氢残基沉积在基板表面上。这是非常浪费的-等离子仅激活了10％至15％的昂贵硅烷气体。其余的85％到90％则完全丢失，付出了巨大的代价。
因此，为纠正这一问题，IST的研究人员已完全取代了此过程：使用热线激活气体而不是等离子体。
“这样一来，我们几乎可以使用所有的硅烷气体，因此实际上可以回收85％至90％的昂贵气体。这将各层的总制造成本降低了50％以上。与硅烷的价格相比，我们用于此过程的电线价格微不足道。” IST部门负责人LotharSchäfer博士解释说。“在这方面，我们的系统是唯一在移动过程中连续涂覆基材的系统-这也称为在线工艺。”
发生这种情况是因为硅膜“在表面生长的速度比等离子CVD快约5倍”，但仍具有相同的分层质量。该过程的另一个主要优点是系统技术比等离子CVD容易得多，从而使系统的成本大大降低。例如，用于产生加热导线的电流的发生器的成本仅为等离子CVD工艺中使用的发生器成本的十分之一。
Fraunhofer的新闻稿继续：
“此外，该工艺也适用于薄膜太阳能电池。效率仅略高于百分之十，以前仅显示了中等回报。然而，通过使太阳能电池三倍（即，通过将三个电池彼此叠置），效率的程度大大提高。但是还有另一个问题：由于使用等离子CVD涂层将三个电池中的每一个与大量材料损失联系在一起，因此三层光伏电池价格昂贵。因此，研究人员看到了该工艺的另一个潜在用途：新的涂层工艺将使电池更具成本效益。如果使用相当稀少但高效的锗，三元电池甚至可以长期成功。但是，锗也非常昂贵：要使其成为一种有利可图的选择，必须能够在涂覆层的同时尽可能少地损失锗-例如，使用热线CVD工艺。
“光伏电池产生的电能必须能够流出，才能使用。为此，通常将金属的接触栅蒸发到太阳能电池上，从而传导所得的空穴和电子。但是对于HIT电池，此网格不足。相反，整个表面都需要透明的导电层（类似于LCD电视中的导电层）。
“这通常是在溅射过程中发生的：由铝掺杂锌或氧化铟锌制成的瓷砖被雾化。溶解的成分附着在表面上，从而产生薄层。不幸的是，瓷砖也很昂贵。因此，IST的研究人员使用金属砖：它们比陶瓷产品便宜80％。电子控件可确保金属砖不被氧化。因为否则会改变金属溅射的方式。“尽管控制费用更大，但我们仍可以将1.4平方米涂料的生产过程成本降低35％，” IST集团经理Volker Sittinger博士说。
研究人员打算将这两个过程长期结合起来，最终使薄涂层太阳能电池更具成本效益和利润。
“您可以使用热线CVD生产所有的硅层，并通过用金属砖进行溅射来生产所有透明的导电层。原则上，这些过程也应适用于大幅面。
不过，这些过程尚未准备就绪。研究人员估计，要在太阳能电池生产中投入使用，大约需要三到五年的时间。
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