Interview

Revolutionäre Siliziumherstellung für Solarzellen

© privat

Der Student Jan-Philipp Mai hat ein Verfahren entwickelt, mit dem es möglich ist, umwelt- und kostenfreundlich Silizium für Solarzellen zu produzieren. Mit seiner Innovation gewann Mai den Clean Tech Media Award 2009 in der Kategorie Nachwuchswissenschaftler. Das CleanEnergy Project sprach mit dem 22-Jährigen.

Herr Mai, wie funktioniert das von Ihnen entwickelte energieeffiziente Herstellungsverfahren für Silizium?

Prinzipiell wie ein Mikrowellenofen. Erwärmt man Speisen damit, bleibt das Gefäß, beispielsweise der Teller, kalt. Die Mikrowellen sind in der Lage bestimmte Moleküle anzuregen und so in diesen Wärme freizusetzen. Genau dieser Grundsatz wird in dem Verfahren genutzt. Das Reaktionsgemisch aus Quarz und Kohle wird direkt erwärmt. So entsteht die Wärme nur dort, wo sie auch benötigt wird. Dies erlaubt es zudem Reaktionsgefäße einzusetzen, die das Material nicht zusätzlich verunreinigen.

Wie sind Sie auf die Idee, die hinter diesem Verfahren steckt, gekommen?

Die Grundidee hatte ich bereits zu meiner Schulzeit und habe diese kontinuierlich weiterverfolgt. Natürlich nicht immer in dem heutigen Ausmaß, doch die Idee Silizium energieeffizient herzustellen existiert bereits seit nunmehr acht Jahren. Dabei hat sich zum Glück gezeigt, dass mit dem nötigen Durchhaltevermögen viel erreicht werden kann.

Bisher war für die Produktion von Solarzellen gereinigtes Silizium nötig. Welche Vorteile hat Ihr Verfahren, bei dem so genanntes schmutziges Silizium entsteht?

Das im beschriebenen Verfahren gewonnene Silizium ist zunächst nur eine Vorstufe für so genanntes direkt gereinigtes Silizium. Die Entwicklung fokussiert sich jedoch auf die Herstellung eben solchen Materials. Ziel ist nicht nur Verunreinigungen von Anfang an zu vermeiden, sondern auch diese nicht durch die sich anschließenden Herstellungsschritte „einzuschleppen". Deshalb bindet der Prozess neben der eigentlichen Herstellung des Siliziums zugleich einen Reinigungsschritt mit ein. Verunreinigungen werden somit nochmals reduziert.

Welchen Effekt hat die Verwendung des schmutzigen Siliziums auf den Wirkungsgrad der Solarzellen?

Das primäre Ziel besteht darin Verunreinigungen, die sich auf die elektrischen Eigenschaften auswirken auszuschalten. Zu diesen Verunreinigungen zählen vor allem Bor, Phosphor und Aluminium. Weitere Verunreinigungen können in gewissem Umfang akzeptiert werden. Dabei ist es schwierig zu sagen wie die genauen Auswirkungen auf den Wirkungsgrad aussehen. Generell gilt jedoch, dass die erzielten Wirkungsgrade marginal schlechter ausfallen. Hier spielen vor allem die weitere Verarbeitung des Materials zu Siliziumzellen und später den Solarzellen eine entschiedene Rolle.

Können Sie uns Näheres zur Pilotanlage sagen in der die Produktion des Siliziums testweise anlaufen soll?

Zwar konnte prinzipiell gezeigt werden, dass sich Silizium mit dem entwickelten Verfahren herstellen lässt, jedoch sind noch zu wenige belastbare Aussagen über die Wirtschaftlichkeit des Prozesses möglich. Hierzu dient der Bau der Pilotanlage. Zudem soll das im Prozess entstandene Material eingehenden Analysen bezüglich seiner Reinheit und möglichen Verwendung unterzogen werden. Im Fokus stehen Materialparameter, Prozesssteuerung und Wirtschaftlichkeit.

Wann sollen die ersten Solaranlagen auf den Markt kommen, deren Silizium mit dem von Ihnen entwickelten Verfahren gewonnen wurde?

Entscheidend ist der Verlauf der nächsten Projektphase. Wenn sich das nächste Jahr zufriedenstellend entwickelt, hoffe ich auf einen raschen Ausbau zur industriellen Reife. Noch liegt dies in der - wenn auch hoffentlich nicht allzu fernen - Zukunft. Neben technischen Herausforderungen sind bis zur Marktreife noch einige organisatorische Hürden zu nehmen. Diese Herausforderungen sind lösbar, sie stellen keine unüberwindbaren Hindernisse da.

Verfolgen Sie bereits neue Projekte aus dem Bereich ressourcenschonender Technologien?

In der nächsten Zeit möchte ich mich auf das aktuelle Projekt konzertieren. Auch dabei eröffnen sich stets neue Anwendungsfelder und Ideen. Umgekehrt ist genau das eine der schwierigsten Aufgaben: fokussiert zu bleiben. Ich bin jedoch zuversichtlich, die nötige Ausdauer für dieses und für weitere Projekte ist auch künftig vorhanden.

Herzlichen Dank für das Gespräch.

Corinna Lang

Tags CTMA | SMart Kategorien Solarenergie Interviews Wirtschaft und Unternehmen Cleantech Datum Mittwoch, den 11. November 2009 um 05:36 Uhr Autor Corinna Lang

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