Schneller Z-Spiegel für Solarzellenstrukturierung; Verbundprojekt: MIRACLE - Hochdurchsatz Mikroablation zur Electroplating der Solarzellen der nächsten Generation

Abstract

Die ROBUST AO GmbH erforschte und entwickelte im Rahmen des Verbundprojektes MIRACLE einen hochdynamischen, UV-kompatiblen z-Steller (Zwobbel®-System) zur präzisen Laser-Fokussierung bei der Strukturierung von Solarzellen-Wafern. Ziel war die Bereitstellung hochpräziser Fokuskorrekturen für hohe Durchsätze, kleine Strukturgrößen (< 10 µm) und große Substratformate. Das Teilprojekt wurde in enger Zusammenarbeit mit Partnern wie dem Fraunhofer ISE, Asphericon und LPKF durchgeführt. Wesentliche Ziele und Ergebnisse waren die Entwicklung einer hochreflektiven UV-Beschichtung (> 99,8 % Reflektivität bei 340–360 nm) sowie eine deutliche Steigerung der Systemdynamik. Durch die Neuentwicklung eines Hochspannungserstärkers, optimierte Sensorelektronik und adaptierte Regelalgorithmen konnte die Regelbandbreite von ca. 250 Hz auf etwa 800 Hz gesteigert, die Auflösung verdoppelt und die Latenz erheblich reduziert werden. Zudem wurde das System um eine digitale Schnittstelle (SL2-100) erweitert und in Kombination mit Freiformoptiken als neuartiger Linienscanner erfolgreich erprobt. Die gewonnenen Erkenntnisse und Technologien fließen direkt in neue Produktgenerationen ein und sollen künftig auch in weiteren Anwendungsfeldern wie der Batteriefertigung genutzt werden.