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Zeitung in der Schule
Freitag, 31. Juli 2015 26° 1

Innovation

Kalte Plasmatechnologie für sauberen Solarstrom

Die Firma Reinhausen Plasma hat ein neues, umweltfreundliches Verfahren zur Beschichtung von Solarzellen entwickelt.
Von der Klasse 11b der Bischof-Wittmann-Schule Regensburg

  • Kalte Technologie: An der Öffnung des Beschichtungswerkzeugs spürt man einen kühlen Luftstrom. (Foto: 11b)
  • Die Beschichtungsanlage ist zur Überraschung der Schüler keine Riesenmaschine.
  • Die Beschichtungsanlage ist zur Überraschung der Schüler keine Riesenmaschine.

Regensburg. Der Ausstellungsraum der Regensburger Firma Reinhausen Plasma wirkt ziemlich futuristisch: Viel Glas, glänzende Oberflächen in Schwarz und Weiß. Durch Scheiben, die wie längliche Bullaugen aussehen, kann man einen Blick auf das Endergebnis werfen: plasmabeschichtete Wafer. Aber was ist Plasma eigentlich?

Das Wort Plasma kommt aus dem Griechischen und bedeutet „Gebilde“. Im Blut gibt es Plasma und sogar eine Schweizer Theatergruppe heißt so. Uns interessiert das Plasma, mit dem sich die Physik beschäftigt. „Plasma ist ein Aggregatzustand – der vierte neben fest, flüssig und gasförmig“, erklärt Daniel Fisch von Reinhausen Plasma. Es handelt sich um ein durch Energie oder mit Hilfe eines elektronischen Feldes erzeugtes ionisiertes Gas.

Plasma wird vielfältig genutzt

Produkte, bei denen Plasma benutzt wird, kennt jeder: Handydisplays, Flachbildschirme, Zündkerzen, Halogenlampen oder Leuchtstoffröhren gehören dazu. Bei Reinhausen Plasma braucht man das elektrisch leitende Gas zur Herstellung von Solarzellen. Die Firma hat eine kalte Beschichtungstechnologie entwickelt, die umwelt- und ressourcenschonend ist, ohne Chemikalien auskommt und auch noch günstiger als andere ist.

Daniel Fisch zeigt uns zunächst anhand eines Films, wie Solarstrom erzeugt wird. Wir dürfen raten, welches der meistgenutzte Energieträger in Deutschland ist und liegen gar nicht so falsch, als wir auf erneuerbare Energien tippen. Die machen insgesamt 20 Prozent des Energiemix in Deutschland aus. Einen noch größeren Anteil hat allerdings Braunkohle mit 25 Prozent. Es folgen Steinkohle (19 Prozent), Kernenergie (18 Prozent), Erdgas (14 Prozent) und Heizöl (fünf Prozent).

Weil der Anteil von erneuerbaren Energien steigen soll, installieren immer mehr Menschen Solaranlagen auf ihren Dächern. Damit die Solarzellen das Licht auch einfangen können, brauchen sie eine besondere Beschichtung. Maschinen dafür werden bei Reinhausen Plasma entwickelt und gebaut und dann an die Hersteller von Solaranlagen verkauft.

Beschichtungsanlage in Aktion

In einem Vorführraum können wir zuschauen, wie eine solche Beschichtung gemacht wird. Hier ist es blitzblank sauber und die Mitarbeiter tragen weiße Kittel und Netzhauben. Die Beschichtungsanlage ist zu unserer Überraschung keine Riesenmaschine – sie ist nur etwa so groß wie ein Kopierer, aber höher. Die Anlage enthält ein Gefäß mit dem metallischen Pulver. Dieses wird durch aufgewirbelte Luft in Bewegung gebracht und vermischt sich mit dem Plasma.

Jetzt kommt der Wafer ins Spiel, das ist eine Scheibe aus Silizium, dem Grundstoff für Solarzellen. Drei Bahnen des Wafers werden mit der Mischung aus Plasma und Metallstaub beschichtet. Beim fertigen Produkt sind das die Stromsammelschienen auf der Rückseite. Während die Fertigung einer kompletten Solarzelle mehrere Stunden in Anspruch nimmt, dauert die Beschichtung mit Plasma weniger als zwei Sekunden.

Der beschichtete Wafer ist kratzfest. Das wird mit Tesafilm getestet: Ein Streifen Klebeband wird aufgebracht und wieder abgezogen. Wenn auf dem Tesafilm keine Pulverrückstände drauf sind, ist der Wafer in Ordnung „Auch heute noch wird bei der Beschichtung mit Galvanisierungstechnik und Siebdruck gearbeitet“, erklärt Daniel Fisch. „Das ist nicht sehr umweltfreundlich, weil dabei Lösungsmittel freigesetzt werden.“

Die von Reinhausen Plasma entwickelte Technologie namens „plasmadust“ basiert auf sogenanntem kalt.aktiven Plasma. Auch beim verwendeten Metallstaub versuchen die Entwickler, weg vom teuren Silber zu kommen und stattdessen Kupfer zu verwenden, das sich besser recyceln lässt und günstiger ist. Ein weiterer Vorteil ist laut Fisch, dass man mit der kalten Technologie größere Flächen beschichten kann – mit zehn Gramm Pulverstaub ein ganzes Fußballfeld.

Um zu demonstrieren, dass es sich wirklich um ein kaltes Verfahren handelt, beschichtete ein Mitarbeiter eine Gummiplatte. Wir durften uns das Werkzeug zur Beschichtung, eine Art schwarzen Stift, genauer ansehen. An der Öffnung vorne spürten wir einen kühlen Luftstrom. Es war wirklich interessant, bei Reinhausen Plasma einen Blick hinter die Kulissen zu werfen und zu sehen, wie Solarzellen hergestellt und beschichtet werden.

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