Wie funktioniert das Fraunhofer Solarzellen Druckverfahren?

Wie funktioniert das Fraunhofer Solarzellen Druckverfahren?

Solarzellenproduktion auf hohem Niveau

Das Fraunhofer ISE hat in Zusammenarbeit mit der Asys Automatisierungssysteme GmbH ein Verfahren zum Metallisieren von Siliziumsolarzellen entwickelt. Mithilfe dieses Verfahrens ist es möglich, in einer Hochdurchsatz-Anlage Solarzellen in einem Bruchteil der vorherigen Zeit zu produzieren. Was besonders den größten Solarmodulherstellern zugute kommt. Dabei wird die Beschichtung mit den Verfahren des Rotationssiebdrucks und Flexodrucks realisiert.

Die Anlage mit dem Namen Rock-Star funktioniert im Gegensatz zu anderen Anlagen anderthalb Mal schneller, der Durchsatz entspricht bis zu 8000 Teilen die Stunde. Dabei können auch Teile für andere Bereiche wie der Leistungselektronik, Wasserstofftechnologie und Sensorik eingesetzt werden. Die Taktzeit sinkt hierbei auf gerade einmal 0,6 Sekunden pro Solarzelle, was im Vergleich zu den bisherigen 0,9 Sekunden im Flachbett-Siebdruckverfahren eine enorme Verbesserung des Zeitmanagements darstellt.

Funktion der Anlage

Die Anlage verfügt über ein komplett neues Hochdurchsatz Transportsystem. Bei der Anfertigung der Komponenten werden die Bestandteile auf Shuttles mit einer hohen Geschwindigkeit und Genauigkeit an Druckwerken der Gallus Ferd Rüesch AG, einem Maschinenbauunternehmen aus der Schweiz, vorbei transportiert und dabei beschichtet.

Ein Rotationssiebdruckwerk und ein Flexodruckwerk können zugeschaltet werden. Einige Druck- sowie Beschichtungsverfahren, wie der Tiefdruck, sind durch die Bauart ebenfalls integrierbar. Auf diesem Weg können die Bestandteile mit 600 mm/s befördert und genau bedruckt werden. Durch die Metallisierung der Solarzellen werden Busbars und Zellgrids durch einen Siebdruck auf der Solarzelle befestigt.

Geschichte des Fraunhofer-Instituts

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme gehört der Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. an und befindet sich in Freiburg im Breisgau. Es wurde 1981 von Adolf Goetzberger gegründet. Im Jahr 1983 gelang bereits die Entwicklung eines ersten vollelektronischen ISE-Wechselrichters. 1986 entstand hier das erste Serienprodukt mit einem Fluoreszenzkollektor für die Energieversorgung und 1989 wurde das erste Reinraumlabor für die Entwicklung von Solarzellen eröffnet. Seit 1998 werden zudem selektive Solarabsorberschichten für thermische Solarkollektoren hergestellt.

Allgemein widmet sich das Institut der angewandten Forschung und Entwicklung in den Ingenieurwissenschaften und Naturwissenschaften auf dem Gebiet der Solartechnik und der Fotovoltaik. Es gibt einen Außenstandort in Gelsenkirchen, der Solarzellen produziert. Das Institut ist mit über 1100 Mitarbeitern das größte Solarforschungsinstitut in Europa, das Budget beträgt ca. 83,5 Mio. Euro.

Das Frauenhofer Institut erstreckt sich auf 66 Standorte mit über 22.000 Mitarbeitern in Deutschland. Die Anlage Rock-Star wurde von Dr. Florian Clement, welcher der Leiter der Abteilung Strukturierung sowie Produktionstechnologie und Metallisierung am Fraunhofer ISE ist, ins Leben gerufen und wird seit der Gründung von ihm geleitet.

Geschichte der ASYS Automatisierungssysteme GmbH

Die ASYS Automatisierungssysteme GmbH wurde im Jahr 1992 als ein Maschinenbauunternehmen in Dornstadt durch Werner Kreibl und Klaus Mang gegründet. Sie produziert unter anderem Schablonen- und Siebdrucker, mithilfe derer Leiterplatten mit Lotpaste und Solarzellen mit Metallisierungspaste beschichtet werden. Außerdem stellt das Unternehmen Handlingsysteme für die Elektronikfertigung sowie Automatisierungstechnik für die Medizintechnik und pharmazeutische Industrie her. Der Umsatz der ASYS Automatisierungs- GmbH beträgt ca. 151 Mio. Euro im Jahr. Die Firma beschäftigt annähend 1300 Mitarbeiter und deckt etwa 75 Prozent der SMT-Produktionslinie ab.

Beitrag zum Klimaschutz

Mit den nun deutlich schneller produzierbaren Solarzellen lässt sich der Klimawandel zumindest geringfügig reduzieren. Hier wird erneuerbarer Strom verwendet anstatt auf herkömmliche, nicht erneuerbare Energiequellen wie Öl oder Gas zu setzen, deren Nutzung zu mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre führt als erneuerbarer Strom. Natürlich stellt die beschleunigte Produktion von Solarzellen nur einen kleiner Beitrag zum Klimaschutz dar. Wenn jedoch immer mehr Menschen auf Solarzellen umschalten, würde der Effekt sich Tag für Tag verstärken. So könnte es mit genug Beteiligung reichen, den menschengemachten Klimawandel zu verlangsamen bzw. sogar zu stoppen.

Revolution in der Solarzellenproduktion: die Anlage Rock-Star

Mit ihren geringen Produktionszeiten und einer hohen Produktionsrate ist die Anlage Rock-Star eine Bereicherung in der Solarzellen Produktion und beschleunigt so die Produktion von Solarzellen in Deutschland und weltweit. Sie leistet einen nicht unerheblichen Anteil daran, das Klima mit Solarzellen und anderen Produkten nachhaltig zu stabilisieren und wird so zu einer wahren Bereicherung für die Welt.
Photo by Andres Siimon on Unsplash

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