Levitech heeft strijdbijl met Solaytec begraven

Het chagrijn van Levitech was niet van de lucht toen TNO ruim tien jaar geleden een bedrijf met precies hetzelfde idee oprichtte. Maar in de uitdagende pv-machinebouwmarkt is de strijdbijl begraven.

Paul van Gerven

Ruim tien jaar geleden alweer splitste Levitech zich af van ASM International. De spinout ging zich in de eerste plaats ontfermen over de Levitor, een halfgeleidermachine waarin wafers al zwevend op luchtkussens een razendsnelle hittebehandeling (anneal) krijgen. ASM stootte de relatief kleine productlijn af om activistische aandeelhouders tevreden te stellen, die het Almeerse bedrijf destijds onder druk zetten.

Maar nog voor Levitech op eigen benen stond, hadden de nieuwe eigenaren al een idee hoe ze het zwevendewaferprincipe ook voor een andere toepassing konden inzetten: om het notoir trage atoomlaagdepositieproces (ald) geschikt te maken voor de solarindustrie. Door de plakken al zwevend langs verschillende reactieve gassen te leiden, groeit er een rendementsverhogende aluminiumoxidefilm op van de hoogste kwaliteit. In tegenstelling tot het in de semicon toegepaste ald-batchproces is dit continue proces wel snel genoeg voor de pv-industrie, waar elke productieseconde telt.

De hoogtijdagen van dat laagje aluminiumoxide, dat voorkomt dat elektron-gat-paren recombineren en zodoende niet bijdragen aan de zonnestroom, moeten nog komen. ‘We zijn het perc-tijdperk binnengestapt’, concludeerde een marktrapport van het Chinese Taiyang News vorig jaar, refererend aan de passivated emitter and rear cell-technologie (perc), die gebruikmaakt van aluminiumoxide. Van alle nieuwe productielijnen die worden gebouwd, is een steeds groter deel gewijd aan perc-zonnecellen. De technologie zal de komende jaren dan ook een dominant marktaandeel opbouwen.

Levitech bedient in het perc-segment de fabrikanten die elk beetje extra rendement najagen. Ald levert 0,2 tot 0,3 procentpunt meer rendementswinst op dan het goedkopere alternatief, plasma-enhanced chemical vapor deposition (pecvd).

Hard groeien

Behalve met pecvd moet Levitech ook concurreren met een ander Nederlands bedrijf: Solaytec, spinoff van TNO. De kennisinstelling ontwikkelde onafhankelijk van Levitech een vergelijkbaar continu ald-proces en stapte er – voordat Levitech was opgericht – mee naar ASM. Dat ging niet op het aanbod in, waarop TNO uiteindelijk zelf een bedrijf op poten zette.

Levitech was op zijn zachtst gezegd not amused dat een publieke instelling een rivaal opstartte. Nadat het in Den Haag nul op rekest had gekregen, begon het een procedure bij de Europese Commissie. Maar daar is inmiddels de stekker uit getrokken.

‘Die strijdbijl hebben we begraven’, zegt Levitech-ceo Jaap Beijersbergen. ‘Het papierwerk voor zulke procedures kost veel tijd en geld, terwijl ons wel duidelijk werd dat onze zaak niet de hoogste prioriteit had in Brussel. En wat hebben we er uiteindelijk mee te winnen? Onze aanklacht is gericht tegen TNO, niet tegen Solaytec. En de situatie rondom Solaytec is inmiddels veranderd.’ De TNO-spinoff vond na enige omzwervingen onderdak bij de Amtech Group, waarvan ook Tempress uit Vaassen deel uitmaakt. ‘Met Tempress werken wij al jaren goed samen’, aldus Beijersbergen.

Nieuwe concurrentie drijft Levitech en Solaytec bovendien in elkaars armen. ‘Er zijn ten minste drie Chinese partijen opgestaan die ald toch weer in een batchproces doen. Die verwerken drie- tot vierduizend wafers per uur, tegenover onze 4500 wafers per uur. En zij willen net als wij naar zesduizend per uur. Wij denken zelfs al aan tienduizend per uur, maar knelpunt is de automatisering. Vang maar eens betrouwbaar drie wafers per seconde op.’

Al met al is het voor Levitech geen probleem om het hoofd boven water te houden, zegt Beijerbergen. Het bedrijf met dertig man in dienst hoeft maar een paar machines per jaar te verkopen om quitte te draaien. Maar voor een westers bedrijf is het niet eenvoudig om te opereren in de pv-markt. ‘Helaas is de volledige zonnecelproductie naar China verplaatst, op de voet gevolgd door de machinebouw. Daarmee wordt het lastig voor ons om daar nog voet aan de grond te krijgen.’

Gelukkig is er ook nog de Levitor, die in een andere industrie wordt ingezet. ‘We hebben van oudsher niet zo’n grote installed base, omdat de Levitor vrij laat op de markt kwam. Ook al heeft hij bijvoorbeeld een hogere doorvoersnelheid, chipfabrikanten wisselen niet zo snel meer als ze eenmaal een keuze hebben gemaakt. Veel van onze Levitor-klanten zitten in Duitsland. We staan sterk in automotivechips, een markt die de komende jaren hard gaat groeien.’

Fotonica

Nieuwe kansen zijn er ook. Het ald-laagje aluminiumoxide in zonnecellen dient als een zogeheten passivatielaag, die ervoor zorgt dat elektron-gat-paren minder vaak ‘uitdoven’. Een elektron-gat-paar ontstaat als zonlicht een elektron aanslaat, waarbij een gat achterblijft. Elektronen en gaten die hun weg naar de elektrodes weten te vinden, dragen bij aan de zonnestroom. Vooral bij defecten en grensvlakken in de cel kunnen elektronen en gaten elkaar echter weer ‘opheffen’, waardoor hun energie in warmte wordt omgezet. Aluminiumoxide in perc-cellen reduceert deze verliezen op het grensvlak aan de achterkant van de zonnecel.

Voortbouwend op dit principe wordt er nu veel onderzoek gedaan naar passivated carrier selective contacts, waarbij de extra laag niet alleen wordt aangebracht ter passivatie, maar ook als selectieve ‘zeef’ voor ladingsdragers. Dat wil zeggen: de laag op de elektrode die elektronen afvangt, laat (bijna) alleen maar elektronen door en vice versa met gaten. ‘Het biedt kansen om nieuwe ald-lagen in een zonnecel te krijgen’, zegt Beijersbergen.

Ook kijkt Levitech naar nieuwe toepassingen in andere industrieën. ‘Er zou een businesscase kunnen ontstaan voor ald in batterijen, maar dan moeten de lagen dunner worden. Voor de Levitor blijkt een mooie nieuwe toepassing te bestaan in de fotonica. Daar staan we goed gepositioneerd.’