Produksjon av større, tynnere wafere for høyeffektive solceller med høy ingotutnyttelse

Konvensjonell solcelleteknologi har en solvirkningsgrad på ca 20%, benytter wafere med 180 micormeter tykkelse og sages med 70 micrometer diamantvaier. NorSun har i samarbeid med Sunpower vært ledende på tynne n-type monokrystallinske wafere til verdens mest effektive solceller med 25% solvirkningsgrad. Waferene som brukes i Sunpower sine Athena solceller, har en diameter på 166 mm. Per i dag kan 70% av hver NorSun ingot benyttes til dette segmentet. Sunpower har utviklet «Next Generation Technology» (NGT) n-type solcelleteknologi hvor målsetningen er å opprettholde den samme effektiviteten(25%), men med wafere med 27% større diameter (211 mm), redusert tykkelse(120 micrometer) og med ingotutnyttelsesgrad på 97%. Sunpower sin strategi med denne teknologien er å revolusjonere kostnad per watt i et solcellepanel. Med høyest effektivitet og lave prosesseringskostnader ser Sunpower for seg en betydelig spredningseffekt. Sunpower planlegger å industrialisere NGT ved deres fabrikk i Malaysia. For en suksessfull utrulling av NGT er Sunpower avhengig av kostnadseffektiv leveranse av wafere. Wafere med kombinasjonen av 211mm diameter, tykkelse på 120 mikrometer og med en ingotutnyttelse på 97% eksisterer ikke i markedet. NorSun har derfor designet en installasjon som skal kunne levere på Sunpowers spesifikasjon. Installasjonen består primært av 18 trekkere, 1 pre-cropping/cropping enhet, 2 squaring sager, 2 grindere, 7 wiresager og 2 vaskelinjer. Kapasiteten til anlegget er dimensjonert for å matche Sunpowers behov i Malaysia. Spredningspotensialet for denne teknologien er betydelig. Det vil i første omgang spres gjennom Sunpower sine ekspansjonsplaner. Dette vil drive solindustrien i retning av høyere ingotutnyttelsesgrad gjennom bedre oksygenkontroll for å oppnå høyere celleeffektivitet, og lavere kostnader ved tynnere wafere saget med tynnere tråd. Teknologipartnere som NorSun utvikler installasjonen med vil kunne spre teknologien gjennom deres kundeportefølje. Energibesparelsen ligger i å kunne utnytte en større del av ingoten til solceller med høy effektivitet, og at tynnere wafere vil gi bedre utnyttelse av ingot og medføre betydelig mindre polyforbruk per wafer.

Prosjekteier

Norsun AS

Teknologileverandører

  • Meyer Burger
  • Rena
  • S-Tech
  • Linton
  • Silcom
  • Finsil
  • Metier
  • Norconsult
  • Abwood
  • AMAT
  • Hennecke
  • SINTEF

Teknologisk innovasjon

  • 97% ingot utnyttelsesgrad til Sunpower høy effektive Neste generasjons solcelle teknologi
  • Tynne store wafere - 120 micrometer tykkelse og 67% større areal enn dagens Sunpower wafere
  • Energibesparelse på 58 Gwh
  • Tynne store wafere saget med 40 micrometer kjernevaier
  • Trekking av ingot på mer 4 m lengde fra en 28-32 tommer kvartsdigel

Kompetanseutvikling

  • Okysgen kontroll i ingot trekking
  • Wafersaging av store tynne wafere med 40 micrometer kjernevaier
  • Utvikling og optimallisering av varmesone
  • Norsun vil samaebeide med FOU miljøer - som SINTEF
  • Norsun vil bli ledende på ingot trekking til høy effektive solceller- denne kunnskapen vil spres gjennom bla FME
  • Utstyrsleverandører vil få første håndskunnskap om krav for utstyr til å håndtere tynne store wafere
  • Norge vil styrke sin posisjon som en ledende produsent til sol industrien

Realisert spredning av teknologi

  • Sunpower vil spre teknologien gjennom deres utvidelsesplaner - 3 GW inne 2023
  • Norsun vil sørge for at wafer fra denne installasjonen kan spres til andre høy effektive N-type solcelle produsenter som - Tesla, Panasonic og LG
  • Utstyrleverandører

Videre utvikling og videre spredning

  • Dette gir grunnlag for videre ingot og wafer ekspansjon I Norge
  • Sunpower har planer om utrulling og snakker allerede om NGT 2.0
  • Kontinuerlig utvikling i partnerskap med Sunpower vil sørge for langsiktig spredning