Ziel des Projektes ist die Kombination hoher Wirkungsgrade von waferbasierten Silicium(Si)-Solarzellen mit niedrigeren Herstellungskosten von Dünnschichtmodulen. Hierzu werden großflächige Dünnschichtprozesse (Metallisierung, TCO(elektrisch leitfähige Oxide)-Abscheidung und Laserstrukturierung) für die Herstellung und Serienverschaltung von kristallinen Siliciumsolarzellen auf großflächigen Substraten angewendet und zwei Konzepte evaluiert: die Entwicklung von Modulen mit serienverschalteten kristallinen Silicium-Heterojunction-Solarzellen, deren Prozessierung teilweise während der Modulherstellung erfolgt, und die Herstellung von Modulen mit fertig prozessierten kristallinen Silicium-Rückkontakt-Solarzellen - wofür ein Laserschweißprozess zur verlustfreien Verschaltung entwickelt und ein Wirkungsgrad von 19,3 Prozent auf einer 172-Quadratzentimeter-Fläche demonstriert wurde.
Die Ziele dieses Teilvorhabens lehnen sich an die Ziele des Gesamtprojektes an. In diesem Teilvorhaben sollen Schichten und Schichtsysteme für das anvisierte Solarzellendesign - Heterosolarzelle mit rückseitigem Emitter - mit den als Ziel gesetzten Werten für den Wirkungsgrad evaluiert und getestet werden. Die Gesamtziele des Teilprojektes lassen sich in folgenden Punkten beschreiben: - Forschung und Entwicklung einer Vorderseitenstruktur, die hinsichtlich Waferpassivierung, Transparenz sowie Kontaktwiderstand einen Wirkungsgrad von größer als 24% in der Solarzelle erwarten lassen. - Forschung und Entwicklung einer Rückseitenstruktur (Emitter), die hinsichtlich Waferpassivierung, Reflexion sowie Sammlungseffizienz des Emitters einen Wirkungsgrad von größer als 24% in der Solarzelle erwarten lassen. - Erprobung des Einsatzes von kostengünstigen Materialien. Die Arbeiten werden in Kooperation mit den Projektpartnern durchgeführt. Dazu steht bei NEXT ENERGY umfangreiches Depositions- und Charakterisierungsequipment zur Verfügung. Von NEXT ENERGY werden neue innovative Schichten und Schichtsysteme erforscht. Die Arbeiten des Gesamtvorhabens teilen sich in 6 Arbeitspakete auf. Die Arbeiten von NEXT ENERGY sind in AP 1 (Koordination) und 2 angesiedelt. In Arbeitspaket 2 wird eine neue Zelltechnologie für die Gesamtziele des Gesamtvorhabens entwickelt. Dies reicht von der Wafervorbehandlung über das Design von Vorder- und Rückseite bis hin zur Metallisierung und Überführung der Prozesse auf die Pilotlinien bei den Partnern.
Um das Gesamtziel - Entwicklung einer Technologie zur Kostensenkung der Stromgestehungskosten - zu erreichen arbeitet die Firma Hennecke Systems GmbH an der Entwicklung der Qualitätskontrollsysteme. Die neuartigen Solarzellen benötigen angepasste oder völlig neuartige Messmodule die in diesem Projekt entwickelt werden sollen. Auch die ganzheitliche messtechnische Betrachtung der Produktion sowie die automatisierte Handhabung der neuartigen Wafer und Zellen sind Thema der Arbeiten in diesem Projektteil. Ferner wird die Verbindung der Messtechnik zum übergeordneten Prozessleitsystem (MES) entwickelt. Der Arbeitsplan des Teilvorhabens gliedert sich in die Arbeitspakete Koordination, Wafer-Handling, Wafer-Sortierer, Wafer-Verfolgung, Spezielle Messtechnik und MES Integration. In diesem Teilvorhaben wird eng mit der Roth & Rau AG, dem Fraunhofer ISE als ausführende Stelle der Fraunhofer-Gesellschaft und der AIS Automation Dresden GmbH zusammen gearbeitet.
Um die Stromgestehungskosten von photovoltaisch erzeugtem Strom auch in Deutschland (1.100 Watt pro Quadratmeter und Jahr) auf weniger als 6 Cent pro Kilowattstunde zu senken, sind innovative Fertigungstechnologien und Modulkonzepte notwendig. So wäre Ziel einer überwiegend auf erneuerbaren Energien basierenden Energieversorgung bis Mitte dieses Jahrhunderts mit Hilfe der Photovoltaik wirtschaftlich zu erreichen. Hierfür planen die Projektpartner nicht nur die Herstellungskosten zu senken, sondern auch Leistung und Lebensdauer der Module zu erhöhen. Die gesamte Wertschöpfungskette der Zell- und Modulherstellung soll nach entsprechenden Lösungsansätzen untersucht werden. Als Kernelement des Projektes dient ein innovatives Zellkonzept für dünne Solarzellen mit einem rückseitigen Emitter.
Um die Stromgestehungskosten von photovoltaisch erzeugtem Strom auch in Deutschland (1.100 Watt pro Quadratmeter und Jahr) auf weniger als 6 Cent pro Kilowattstunde zu senken, sind innovative Fertigungstechnologien und Modulkonzepte notwendig. So wäre Ziel einer überwiegend auf erneuerbaren Energien basierenden Energieversorgung bis Mitte dieses Jahrhunderts mit Hilfe der Photovoltaik wirtschaftlich zu erreichen. Hierfür planen die Projektpartner nicht nur die Herstellungskosten zu senken, sondern auch Leistung und Lebensdauer der Module zu erhöhen. Die gesamte Wertschöpfungskette der Zell- und Modulherstellung soll nach entsprechenden Lösungsansätzen untersucht werden. Als Kernelement des Projektes dient ein innovatives Zellkonzept für dünne Solarzellen mit einem rückseitigen Emitter.
Um die Stromgestehungskosten von photovoltaisch erzeugtem Strom auch in Deutschland (1.100 Watt pro Quadratmeter und Jahr) auf weniger als 6 Cent pro Kilowattstunde zu senken, sind innovative Fertigungstechnologien und Modulkonzepte notwendig. So wäre Ziel einer überwiegend auf erneuerbaren Energien basierenden Energieversorgung bis Mitte dieses Jahrhunderts mit Hilfe der Photovoltaik wirtschaftlich zu erreichen. Hierfür planen die Projektpartner nicht nur die Herstellungskosten zu senken, sondern auch Leistung und Lebensdauer der Module zu erhöhen. Die gesamte Wertschöpfungskette der Zell- und Modulherstellung soll nach entsprechenden Lösungsansätzen untersucht werden. Als Kernelement des Projektes dient ein innovatives Zellkonzept für dünne Solarzellen mit einem rückseitigen Emitter.
Um die Stromgestehungskosten von photovoltaisch erzeugtem Strom auch in Deutschland (1.100 Watt pro Quadratmeter und Jahr) auf weniger als 6 Cent pro Kilowattstunde zu senken, sind innovative Fertigungstechnologien und Modulkonzepte notwendig. So wäre Ziel einer überwiegend auf erneuerbaren Energien basierenden Energieversorgung bis Mitte dieses Jahrhunderts mit Hilfe der Photovoltaik wirtschaftlich zu erreichen. Hierfür planen die Projektpartner nicht nur die Herstellungskosten zu senken, sondern auch Leistung und Lebensdauer der Module zu erhöhen. Die gesamte Wertschöpfungskette der Zell- und Modulherstellung soll nach entsprechenden Lösungsansätzen untersucht werden. Als Kernelement des Projektes dient ein innovatives Zellkonzept für dünne Solarzellen mit einem rückseitigen Emitter.
Um die Stromgestehungskosten von photovoltaisch erzeugtem Strom auch in Deutschland (1.100 Watt pro Quadratmeter und Jahr) auf weniger als 6 Cent pro Kilowattstunde zu senken, sind innovative Fertigungstechnologien und Modulkonzepte notwendig. So wäre Ziel einer überwiegend auf erneuerbaren Energien basierenden Energieversorgung bis Mitte dieses Jahrhunderts mit Hilfe der Photovoltaik wirtschaftlich zu erreichen. Hierfür planen die Projektpartner nicht nur die Herstellungskosten zu senken, sondern auch Leistung und Lebensdauer der Module zu erhöhen. Die gesamte Wertschöpfungskette der Zell- und Modulherstellung soll nach entsprechenden Lösungsansätzen untersucht werden. Als Kernelement des Projektes dient ein innovatives Zellkonzept für dünne Solarzellen mit einem rückseitigen Emitter.
In diesem Teilvorhaben sollen Siebe/Schablonen für die Kontaktierungspasten der anvisierter Solarzellendesigns - Heterosolarzelle mit rückseitigem Emitter - mit den als Ziel gesetzten Werten für den Wirkungsgrad evaluiert und getestet werden. Die Gesamtziele des Teilprojektes lassen sich in folgenden Punkten beschreiben: Forschung und Entwicklung einer Sieb/Schablonen-Technologie für Niedertemperaturmetallisierungspasten (NTMP), die hinsichtlich des Kontaktwiderstandes einen Wirkungsgrad von größer als 24% in der Solarzelle erwarten lassen. Forschung und Entwicklung einer Sieb/Schablonen-Technologie für NTMP, die hinsichtlich des Auflösungsvermögens der Strukturbreiten Werte von 0,4 erreichen können. Die Koenen GmbH wird für dieses Arbeitspaket Siebe und Schablonen für den Einsatz von Niedertemperarturpasten entwickeln. Nach Erhalt der Pasten werden diese hinsichtlich der geforderten Ziele untersucht. Dafür müssen unterschiedliche Siebe und Schablonen entwickelt werden. Die Druckversuche werden im hausinternen Labor stattfinden. Untersuchungen hinsichtlich der Lebensdauer der zu entwickelnden Siebe/Schablonen werden beim Projektpartner Roth und Rau durchgeführt. Dort existiert eine Fertigungslinie, welche für diese Untersuchungen verwendet werden kann. Zusammen mit dem Fraunhofer ISE wird das Testlayout definiert. Ein Vergleich zu alternativen Metallisierungsverfahren (Dispensen und Inkjet beim Fraunhofer ISE) wird die Vor- und Nachteile der auserwählten Arten aufzeigen. Die Ergebnisse werden dabei zwischen den Partnern intensiv im Rahmen von Telefonkonferenzen und Arbeitstreffen ausgetauscht.
Im Gesamtvorhaben sollen in der gesamten Wertschöpfungskette der Zell- & Modulherstellung Lösungsansätze anwendungsnah erforscht werden. Dabei spielt die effiziente Verknüpfung von Herstellungsprozess & Versorgungstechnik eine wesentliche Rolle, um die Kostenziele zu erreichen. Dafür ist es notwendig, den Einfluss der Umwelt auf das Endprodukt zu erfassen & zu quantifizieren (Defektengineering). Weiterhin müssen alle Stoffströme betrachtet & auf Umweltverträglichkeit/ Recyclingfähigkeit geprüft werden. Die Erkenntnisse müssen dann auf gezielte Bereiche der Produktion angewandt & in innovative Konzepte überführt werden. Diese Konzepte werden helfen, den Primärenergieeinsatz zu senken, indem man den Herstellungsprozess nur dort durch die Versorgungstechnik beeinflusst wo es nötig ist. All diese Einflüsse & Erkenntnisse werden in einer vollumfänglichen Kostenberechnung (TCO) erfasst. Diese soll im Projektverlauf dazu dienen, verschiedene Produktionsszenarien zu simulieren um somit ein Planungsinstrument für die Produktionssteuerung (Auslastung & Kosten) zu schaffen. Arbeitspakete (AP) & Meilensteine (M) AP6.1: Defektengineering, Analyse (28 Monate) M6.1 (Definition aller Messgrößen & Messpunkte in Abstimmung mit den Projektpartnern) M6.2 (Messungen durchgeführt, Einfluss der Defektgrößen auf Gesamtprozess theoretisch ermittelt) M6.3 (Korrelation bestätigt; Konzept für Versorgungseinheiten erarbeitet) AP6.2: Umweltverträglichkeit & Recycling (36 Monate) M6.4 (Ermittlung aller Ausgangs- & Endprodukte der Produktion) M6.5 (Konzept zur Rückgewinnung von Abprodukten) M6.6 (technische & wirtschaftliche Prüfung des Konzeptes abgeschlossen) AP6.3: Intelligente Versorgungslösungen (29 Monate) M6.7 (Auswertung der Ergebnisse & Anforderungen aus AP6.1) M6.8 (Konzept zur Machbarkeit der Defektgrößenminimierung durch intelligente Versorgungslösungen) M6.9 (gezielte Lösungen für spezielle Anforderungsbereiche in der Herstellungslinie) AP6.4: Total Cost of Ownership (33 Monate).
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| Bund | 11 |
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| Förderprogramm | 11 |
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| offen | 11 |
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| Deutsch | 11 |
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| Keine | 2 |
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| Boden | 10 |
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