Dünnschichtsolarzellen boomen – und ringen klassischen Silizium-Solarzellen immer mehr Marktanteile ab: Der Verband der europäischen Photovoltaik-Industrie schätzt, dass sich die weltweite Fertigungskapazität für diese ressourcenschonende Technologie bereits 2010 auf mehr als vier Gigawatt verdoppeln wird. Damit läge der Anteil der Dünnschichtzellen am Photovoltaik-Markt bei immerhin 20 Prozent.

Diese rasanten Zuwachszahlen werden sich aber nur realisieren lassen, wenn es den Herstellern gelingt, die Wirkungsgrade ihrer CIS-, CIGS- und CdTe-Zellen kontinuierlich zu verbessern.

Im Labortest erreichen kleine Dünnschichtzellen schon einen Wirkungsgrad von 19,9 Prozent. Jetzt gilt es, diese Spitzenwerte auch auf Panels im Praxiseinsatz zu übertragen – und beständig weiter zu steigern. Moderne Analytik leistet hier einen wertvollen Beitrag. Sie ermöglicht es den Herstellern:

• die Dicke der Schichten On-Line und At-Line zu überwachen
• die elementare Zusammensetzung der Schichten On-Line und At-Line zu überwachen
• eventuelle Verunreinigungen in hochreinen Ausgangsmaterialien zu identifizieren
• die Qualität verwendeter Lotmetalle und Drähte zu kontrollieren

Als einer der weltweit führenden Anbieter in den Bereichen Optische Emissionsspektrometrie (OES) und Röntgenfluoreszenzanalytik (RFA) bietet SPECTRO der Photovoltaik-Industrie hierfür eine breite Palette leistungsfähiger Analysegeräte.

Das SPECTRO XEPOS ist ein High-End-RFA-Spektrometer, das bei jeder Messung die Gehalte aller wichtigen Elemente zwischen Natrium und Uran erfassen kann. Dabei erreicht es die in der Photovoltaik erforderlichen Genauigkeiten für alle relevanten Elemente.

Das SPECTRO XEPOS ist ein bedienfreundliches Gerät, mit dem auch nichttechnische Mitarbeiter sofort zurechtkommen. Es verfügt über einen automatischen Probenwechsler für bis zu zwölf Proben. So können Sie zum Beispiel aus einem Panel zwölf Stichproben nehmen und automatisiert untersuchen, um einen repräsentativen Überblick über die elementare Zusammensetzung des gesamten Panels zu erhalten.

Wichtig für den Praxiseinsatz: Das SPECTRO XEPOS eignet sich nicht nur für die Untersuchung der CIS-, CIGS oder CdTe-Schichten, sondern auch für die Überwachung vieler anderen Komponenten, zum Beispiel für die Analyse des Eisengehalts – und damit der Lichtdurchlässigkeit – des Solarglases.

Das SPECTRO xSORT ist ein 1,7 Kilogramm leichtes Handheld-RFA-Gerät, das sich dank seines geringen Gewichts und seiner einfachen Handhabung besonders gut für At-Line-Analysen in der Fertigung eignet. Der Anwender hält einfach die Sonde ans Panel, drückt den Auslöser und erhält sofort aussagekräftige Gehalte aller relevanten Elemente wie Gallium, Selen, Indium, Cadmium, Tellur, Zink oder Eisen.

Auf diese Weise lassen sich mit dem SPECTRO xSORT innerhalb weniger Minuten repräsentative Probenreihen durchführen, bei denen ein Panel an mehreren Stellen analysiert oder mehrere Panels nacheinander kontrolliert werden. Die Untersuchung ist dabei zerstörungsfrei, die untersuchten Solarzellen lassen sich  uneingeschränkt weiterverarbeiten.

Das ergonomische Design des SPECTRO xSORT ist für ein langes, ermüdungsfreies Arbeiten optimiert. Die Bedienung erfolgt über einen integrierten PDA, mit dem auch Nichttechniker auf Anhieb gut zurechtkommen.

Von entscheidender Bedeutung für den Wirkungsgrad einer Dünnschichtzelle ist neben der Absorberschicht auch die Qualität der verwendeten Ausgangsmaterialien. Ist zum Beispiel das Molybdän in der dünnen Rückkontakt-Beschichtung verunreinigt, kann dies die Eigenschaften des gesamten Panels beeinträchtigen.

Für die Analyse solcher Reinstchemikalien empfiehlt sich der Einsatz eines Optischen Emissionsspektrometers mit Anregung im induktiv gekoppelten Plasma (ICP-OES). Diese hochpräzisen Geräte erreichen Nachweisgrenzen im ppb- oder gar ppt-Bereich – und ermöglichen es Ihnen damit, selbst minimale Spurenelemente zuverlässig zu identifizieren.

SPECTRO bietet dafür im ICP-OES-Bereich mit dem SPECTRO ARCOS ein High-End-Gerät, das in puncto Messgenauigkeit und Nachweisgrenzen Maßstäbe setzt und für einen sparsamen und effizienten Betrieb optimiert ist.

Auch stationäre Metallanalysatoren haben in den Produktionsprozessen in der Photovoltaik-Industrie ihren Platz: Leistungsfähige Funkenspektrometer wie das SPECTROMAXx und das SPECTROLAB helfen Panelherstellern und deren Zulieferbetrieben dabei, die Zusammensetzung von Loten, Drähten und anderen Metallkomponenten zu überwachen – und tragen so ebenfalls zur Qualität und zum Wirkungsgrad der Dünnschichtsolarzellen bei.

Soweit der erste Überblick über unsere Lösungen für die Photovoltaik-Industrie. Unsere Experten stehen Ihnen gerne bei Fragen zu den Produkten zur Verfügung und beraten Sie auch zur Integration der Geräte in Ihre Fertigungsprozesse. Sie erreichen uns jederzeit per  E-Mail oder telefonisch unter +49(0)2821/892-0.