Photovoltaik
NexWafe plant Gigawattfabrik in Bitterfeld
Das Unternehmen NexWafe möchte 2022 mit seinem alternativen Waferherstellungsprozess in die Photovoltaik-Massenproduktion einsteigen.
Die Basis dafür ist jahrelange Forschung und Entwicklung. Das Ergebnis ist ein Verfahren, das hochwertige monokristalline Siliziumwafer klont – und das in einem Tempo, das für die Photovoltaik wirtschaftlich vorgegeben ist: Der benötigte Durchsatz liegt bei mehreren tausend Wafern pro Stunde. Im Gegensatz zur üblichen Waferproduktion entsteht deutlich weniger Abfall und es wird weniger Energie verbraucht. Durch die niedrigen Kosten und die hohe Qualität lassen sich Wafer mit diesem Verfahren auch in Deutschland produzieren: „Wir wollen die Photovoltaik wieder zurück nach Europa bringen“, so Geschäftsführer Dr. Stefan Reber.
Zugrunde liegt ein Verfahren namens Epitaxie, das etwa in der Mikroelektronik genutzt wird. Um den benötigten Durchsatz für die Photovoltaik zu erzielen, musste es jedoch grundlegend überarbeitet werden. Auch aktuell stehen noch Forschungsfragen an. Im Dezember 2019 hat NexWafe gemeinsam mit Partnern das Projekt Epi-Inspec gestartet. Hier passen die Projektpartner die Qualitätskontrollmaßnahmen an das neue Verfahren an. „Die Messtechnik ist nicht 1:1 vergleichbar mit dem üblichen Produktionsverfahren, weil die Herstellungskette unterschiedlich ist“, erklärt Dr. Kai Schillinger, Projektleiter bei NexWafe. „Und gerade jetzt sind wir an einem Punkt, wo wir für unsere zukünftigen Kunden sicherstellen müssen, eine gleichbleibend hohe Qualität zu liefern.“ Projektpartner sind etwa Anlagenhersteller, die die Messtechnik bauen sowie Forschungseinrichtungen, die die Methoden auf die neuen Wafer maßschneidern.
Patente und Know-How als Grundlage für das Photovoltaik-Start-Up
Wichtige Vorarbeiten bei der Entwicklung des Waferherstellungsprozesses haben am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE stattgefunden – das Start-Up NexWafe ist eine Ausgründung des Forschungsinstituts. „Da ist bereits ein ganzer Schwung Patente entstanden“, sagt Geschäftsführer Dr. Stefan Reber, gleichsam ehemaliger Abteilungsleiter am ISE. Lizenziert sind die Patente nun bei NexWafe. Mit den später hinzugekommenen Entwicklungen ist mittlerweile ein Patent-Portfolio von über einem Dutzend Patentfamilien vorhanden, etwa rund um die Epitaxie von Silizium. Es beinhaltet rund 20 genehmigte Einzelpatente und weitere, die beantragt sind. Ebenso wichtig sei darüber hinaus aber auch das geheime Know-How, so Reber: „Es gibt auch geheimes Wissen, das wir schützen – denn Patente schützen zwar vor Nachahmern, sind aber auch veröffentlicht.“
Bitterfeld ist ein traditionsreicher Standort für Chlorchemie, einer der Gründe, warum NexWafe hier produzieren wird. Die Chemikalie Chlorsilan, die als Ausgangsstoff gebraucht wird, ist im Chemiepark in großen Mengen verfügbar. NexWafe hat sich in Bitterfeld zudem eine nicht mehr in Produktion befindliche Polysiliziumfabrik gesichert. Deren Recyclinganlage soll zukünftig genutzt werden, um die entstehenden Prozessgase zu einem hohen Anteil wiederzuverwerten. „Das Betriebspersonal vor Ort bereitet die Anlage aktuell auf die Anwendung für eine Epiwafer-Fabrik vor“, so Reber. Im ersten Halbjahr 2021 soll der Baubeginn sein.
