Kosteneffiziente Prozesse für hocheffiziente III-V/Si Tandem-Solarmodule mit mindestens 30 % Wirkungsgrad, Teilvorhaben: Glasschablonen für optimierte Fingergeometrien

Description: Für die Effizienz von Solarzellen spielt der Lichteinfall in das Halbleitermaterial eine bedeutende Rolle. Dennoch sind elektrische Kontakte auf der Vorderseite der Solarzelle unerlässlich, um den generierten Strom abzuführen. Die Vorderseitenkontakte führen zu einer Abschattung der Solarzelle und reduzieren so den Lichteinfall. Daher sind besonders schmale Kontakte vorteilhaft. Immer schmalere Kontakte führen aber zu steigendem elektrischen Widerstand. In der heutigen Solarzellenfertigung muss daher ein Kompromiss gefunden werden. Einen Lösungsansatz stellen Kontakte dar, die das einfallende Sonnenlicht in die Solarzelle reflektieren. Dies ist bei Kontakten mit steilen, glatten Seitenwänden möglich, wobei ein dreieckiger Querschnitt die Idealform ist. Durch die gezielte Reflexion sinkt die effektive Abschattung der Zelle, ohne dass es einer weiteren Reduktion des Querschnitts der elektrischen Kontakte bedarf. Ein solcher Querschnitt lässt sich nicht mit konventionellen Siebdruckverfahren realisieren. Daher wird im Vorhaben eine glasbasierte Druckschablone mit mikrostrukturierten Kanälen untersucht. Ziel ist das Auslösehalten der Druckpaste so zu kontrollieren, dass reproduzierbare schmale Kontakte mit dreieckigem Querschnitt zuverlässig und langzeitstabil gedruckt werden können. Des Weiteren soll der Vorderseitenkontakt auch als Ätzmaske für einen folgenden Prozessschritt eingesetzt werden, um die optischen Eigenschaften der Solarzelle noch weiter zu verbessern. Unter den metallischen Vorderseitenkontakten soll die Schicht bestehen bleiben, um unter anderem einen geringen Kontaktwiderstand zwischen Halbleiter und Metall zu ermöglichen. Ziel ist hier, die zuvor gedruckte Silberpaste als Maske zu verwenden, ohne dass diese in ihren elektrischen Eigenschaften eingeschränkt wird oder beim Ätzschritt angegriffen wird.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Solarzelle ? Metall ? Leitfähigkeit ? Wirkungsgrad ? Halbleiter ?

Region: Lower Saxony

Bounding boxes: 9.16667° .. 9.16667° x 52.83333° .. 52.83333°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• LPKF Laser & Electronics SE (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Glass templates for optimized finger geometries
  Description: The incidence of light into the semiconductor material plays a significant role in the efficiency of solar cells. Nevertheless, electrical contacts on the front side of the solar cell are essential to dissipate the generated current. The front contacts cause shading of the solar cell and thus reduce the incidence of light. Therefore, particularly narrow contacts are advantageous. However, ever narrower contacts lead to increasing electrical resistance. In today's solar cell production, a compromise must therefore be found. One approach is to use contacts that reflect the incident sunlight into the solar cell. This is possible for contacts with steep, smooth side walls, whereby a triangular cross-section is the ideal shape. The targeted reflection decreases the effective shading of the cell without requiring any further reduction in the cross-section of the electrical contacts. Such a cross section cannot be realized with conventional screen printing processes. Therefore, a glass-based printing stencil with microstructured channels is investigated in the project. The aim is to control the release of the printing paste in such a way that reproducible narrow contacts with a triangular cross-section can be printed reliably and with long-term stability. Furthermore, the front side contact will also be used as an etch mask for a subsequent process step to further improve the optical properties of the solar cell. Underneath the metallic front-side contacts, the layer is to remain in place to enable, among other things, a low contact resistance between semiconductor and metal. The aim here is to use the previously printed silver paste as a mask without restricting its electrical properties or attacking it during the etching step. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1127112

Status

Aktiv

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