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NexWafe will Kosten von Solarmodulen dramatisch reduzieren

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Cleantech-Startup NexWafe reduziert Siliziumverluste bei Wafer-Produktion und will dadurch Wafer-Kosten halbieren.

Das Cleantech-Startup NexWafe hat ein Verfahren entwickelt, das den Siliziumverlust bei der Herstellung von Wafern für die Solarindustrie um sensationelle 90 Prozent reduziert. Der Clou ist die sägeverlustfreie Herstellung der Wafer. Das schont Ressourcen und spart Kosten ein. Jetzt hat das Freiburger Unternehmen den Umwelttechnikpreis des Landes Baden-Württemberg in der Kategorie Materialeffizienz gewonnen.

Im Prozess von NexWafe reduzieren sich zahlreiche energieintensive Schritte auf einen Hochtemperaturschritt. Dadurch gelingt es, die Siliziumverluste um rund 90 Prozent zu verringern – bei hohem Durchsatz.

Schon im Jahr 2021 soll die Technologie von NexWafe in einer Fabrik in Massenproduktion monokristalline Wafer herstellen. Im Endausbau der Produktion sollen sich die Herstellungskosten der Wafer – verglichen mit den derzeit führenden asiatischen Produzenten – halbieren. Zur Einordnung: Siliziumwafer sind das teuerste Bauteil heutiger Solarmodulen und machen rund 40 Prozent des Preises aus.

Erst im Februar 2019 hatte das Cleantech-Unternehmen NexWafe frisches Geld von Investoren erhalten. Wermuth Asset Management, führender europäischer Impact-Investor, hat seine zweite Finanzierungsrunde aus dem Green Gateway Fund 2 (GGF2) – Portfolio abgeschlossen und seine Investition in NexWafe verdoppelt. Wermuth ist auch am Aufbau einer Art Klimastiftung (Climate Endowment) in Deutschland beteiligt (Cleanthinking berichtete darüber).

Weitere Investoren des Spinoffs aus dem Fraunhofer ISE sind die Chemiepark Bitterfeld-Wolfen GmbH, Saudi Aramco Energy Ventures und Lynwood AG aus der Schweiz.

NexWafe-Technologie patentrechtlich geschützt

Mit dem von NexWafe patenrechtlich geschützten Fertigungsverfahren wird im Vergleich zur herkömmlichen Waferherstellung, bei der nahezu die Hälfte des Siliziums beim Zersägen der Kristalle verloren geht, ein völlig anderer Ansatz realisiert: Die „EpiNex“ genannten Wafer wachsen auf einem wiederverwendbaren Saatwafer – neu ist dabei, dass dieser Prozess in einer In-line-Anlage bei hohem Durchsatz erfolgt. Eine Trennschicht sorgt dafür, dass sich die neugewachsenen Waferklone unkompliziert mechanisch lösen lassen. Sie verhalten sich wie herkömmliche Wafer und können ohne Änderung in der bestehenden Solarzellen- und Modulfertigung eingesetzt werden.

EpiNex von NexWafe sind vollquadratisch. Sie verfügen also, im Vergleich zu herkömmlich hergestellten Wafern mit abgerundeten Ecken, über eine größere aktive Fläche und bringen somit eine höhere Ausbeute. Als monokristalline Wafer verfügen sie über einen hohen Wirkungsgrad, verbessern aber auch die mit ihnen bestückten Solarmodule: Denn als Klone bringen sie enge Spezifikationen mit, also sehr ähnliche oder praktisch gleiche Eigenschaften. Dadurch entstehen bei der Strommenge aus den einzelnen Wafern keine Ausreißer nach unten, die den Wirkungsgrad des kompletten Moduls limitieren würden.

Da sich EpiNex aufgrund des sägefreien Verfahrens dünner als bisher möglich herstellen lassen, sind sie nicht starr und zerbrechlich, sondern können an gebogene Oberflächen anpasst werden. Somit kommen bisher nicht nutzbare Oberflächen für die Gewinnung von Solarstrom in Betracht, wie beispielsweise die Außenhaut von Fahrzeugen. Das würde in der Elektromobilität die Abhängigkeit von Stromtankstellen vermindern.

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