Aktuell deckt Deutschland seinen Bedarf an Solarmodulen fast vollständig aus Importen. Jedoch lassen gleich mehrere strategische, geopolitische und ökologische Aspekte in den kommenden Jahren die Investitionsbereitschaft in die Wiederaufnahme der hiesigen PV-Fertigung erwarten. Die Aufgabe des Projektes APOLON ist es, potenziellen Investoren ein wettbewerbsfähiges Technologiekonzept für die Umsetzung einer PV-Produktion in Deutschland und der Europäischen Union aufzuzeigen. Basis dafür ist die POLO (poly-Si on Oxide)-Technologie, deren Stärken unter anderem in sehr hohen Wirkungsgraden sowie in der Vermeidung seltener Materialien liegen.
Forschungsprojekt APOLON
Laufzeit
Februar 2023 bis Januar 2026
Förderung durch
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Projektbeteiligte
Institut für Solarenergieforschung in Hameln (ISFH)
Institut für Vernetzte Energiesysteme
LPKF SolarQuipment GmbH
centrotherm international AG
Mit dem Ziel, ein positiv bewertbares Technologiekonzept für die Umsetzung einer PV-Produktion in der EU zu demonstrieren, begegnet das Forschungsprojekt APOLON (gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz) gleich mehreren kritischen Entwicklungen. So können in der aktuellen Marktsituation neben Lieferengpässen auch die Gefahr politischen Drucks durch PV-Lieferländer sowie drohende Mehrkosten für Unternehmen bei Verwendung von Produkten aus nicht gesetzeskonformer Fertigung infolge des Lieferkettengesetzes nicht ausgeschlossen werden.
POLO back junction Solarzelle
Schematische Ansicht einer POLO back junction Solarzelle. Neuartig ist die Verwendung eines passivierenden Kontakts aus Polysilizium auf Siliziumoxid (POLO) auf der Zellrückseite.
Credit:
Byungsul Min
Zur Umsetzung dieses Vorhabens bietet sich die POLO-Technologie nicht nur wegen ihrer großen technologischen Nähe zur führenden, sehr erprobten und kosteneffizienten PERC+-Technologie an, sondern auch, weil sie nach Analysen des projektbeteiligten Instituts für Solarenergieforschung (ISFH) als deren Nachfolgetechnologie erwartet wird. Vor diesem Hintergrund soll bis zum Ende der Projektlaufzeit ein aus Sicht zukünftiger europäischer Investoren positiv bewertbares Technologiekonzept für die Umsetzung einer PV-Produktion in der EU vorliegen.
Konkret geht es dabei unter anderem um die Demonstration eines Modulwirkungsgrades von 23 % mit der POLO-Technologie, welche deutlich effizienter als der heutigen Mainstream PERC-Technologie ist. Diese soll nach einer Investitionsentscheidung binnen eines Jahres auf für die Massenfertigung erprobten Anlagen in einer Pilotfertigung umgesetzt werden können. Zudem sollen neue Anlagen und Prozesse einer Upgrade-Technologie für mittelfristig reduzierte Kosten und Umweltbelastungen (im Vergleich zur kurzfristig umsetzbaren Basis-Technologie) voraus entwickelt werden.
Das Institut für Vernetzte Energiesysteme befasst sich im Forschungsprojekt APOLON im Wesentlichen mit der ökologischen und ökonomischen Bewertung dieser neuen, bislang kaum untersuchten Produktionsverfahren. Dafür werden die POLO-Technologien und ihre Produktionsprozesse mittels Life Cycle Assessment (LCA) und Lebenszykluskostenanalyse (LCCA) unter wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten bewertet. Diese Ergebnisse werden der derzeit dominierenden PERC+-Technologie gegenübergestellt, um zum Beispiel Produktionskosten, Stromgestehungskosten und Umweltauswirkungen in Abhängigkeit von den Herstellungsprozessen ermitteln und quantifizieren zu können.
Darüber hinaus können die durchgeführten Analysen zur Ermittlung der Verbesserungs- und Optimierungsmöglichkeiten der POLO-Technologie beitragen. Damit wird zum einen eine klarere Perspektive der ökonomischen und ökologischen Auswirkungen dieser Technologie aufgezeigt, zum anderen wird der Weg für die lokale Produktion POLO-basierter Photovoltaikmodule sowie für zukünftige Investitionen geebnet.
Abteilungen, Forschungsgruppen und Handlungsfelder mit Bezug zum Projekt APOLON:
