Das Projekt "NextStep - Zuverlässige 23% Solarzellen mit kostengünstigen, marktnahen Zellprozessen und SmartWire-Zellverschaltung, Teilvorhaben: Anlagen und Technologieentwicklung für Hocheffizienzzellen und SmartWire Zellverschaltung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Meyer Burger (Germany) GmbH.Ziel des Forschungsvorhabens NEXTSTEP ist es, kristalline Silizium-Solarzellen mit passiviertem Emitter und passivierter Rückseite (PERC), die gegenwärtig in den Massenmarkt integriert werden, in ihrer Effizienz bei Verwendung von für die Massenproduktion nutzbaren Prozessen bis zu 23% zu steigern. Wege dazu sind die busbarlose Zellkontaktierung (SmartWire-Technologie) zur Verringerung der Reflexions- und Rekombinationsverluste der Zellvorderseite, der Umstieg auf eine bifaziale PERC Zelle (PERC+) und neue Prozesse zur Rückseiten-Passivierung und -Textur zur Effizienzsteigerung und damit verbundener Reduzierung der Stromgestehungskosten. Detallierte Materialanalysen charakterisieren Wachstumsmechanismen und optimieren Abscheideprozesse. Untersuchungen zur UV Stabilität der Passivierung und zur Kompatibilität mit der SMARTWire-Technologie optimieren die Lebensdauer der PV Anlagen. Alternative Zellstrukturen wie Zellen mit passivierten Kontakten werden ebenfalls untersucht, da sie ein sehr hohes Wirkungsgradpotential aufweisen. Jedoch erfordern sie auch den höchsten Aufwand bei der Integration in vorhandene Produktionslinien.
Das Projekt "NextStep - Zuverlässige 23% Solarzellen mit kostengünstigen, marktnahen Zellprozessen und SmartWire-Zellverschaltung, Teilvorhaben: 23% PERC+ und POLO-Zellen für zuverlässige SmartWire-Module mit Solarzellprozess-basierten Bypassdioden" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Institut für Solarenergieforschung GmbH.Dieses Projekt hat die Entwicklung von Prozessen zur industriellen Fertigung von Solarzellen mit einem Wirkungsgrad größer 23% und deren Einsatz in Modulen mit SmartWire Verbindungstechnik zur Aufgabe. Insbesondere wird die Metallisierung von PERC Solarzellen auf der Zellvorder- und Rückseite für den Einsatz in SmarWire Modulen weiterentwickelt. Der Umstieg auf die SmartWire Verbindungstechnik reduziert den Metallisierungsgrad der Zellen, was sowohl zu einer Reduktion der Ladungsträgerrekombination an der Zellvorderseite als auch zu einer verbesserten Lichteinkopplung führt. Zusätzlich werden die Zellherstellungskosten durch Umstieg auf eine bifaziale PERC Zelle (PERC+) reduziert und der Rückseitenwirkungsgrad durch neue Prozesse zur Rückseitenpassivierung und der Rückseitentextur weiter gesteigert. Zellbedingte Zuverlässigkeitsaspekte, wie z.B. UV Stabilität der Passivierung und Kompatibilität mit der SmartWire-Technologie, werden mitevaluiert. Um die Modulkosten weiter zu senken, werden Zellprozesse zur Herstellung von Bypassdioden im Modul untersucht. Da nicht absehbar ist, ob diese oder alternative Zellstrukturen wie Zellen mit passivierten Kontakten wie z.B. die Polysilizium-Passivierung (POLO) günstiger für den nächsten Zellevolutionsschritt geeignet sind, werden am ISFH auch passivierte Kontakte untersucht. Solarzellen mit passivierten Kontakten haben ein sehr hohes Wirkungsgradpotential, erfordern aber auch den höchsten Aufwand bei der Integration in vorhandene Produktionslinien.
Das Projekt "Laserbasiertes Eintreiben von Dotanden in Si aus as-deposited Silikatgläsern zur Erzeugung von rekombinationsarmen selektiv hochdotierten Bereichen, Teilvorhaben: Optimierung von APCVD-Schichten zur selektiven Laserdotierung von PERL-Solarzellen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Gebr. Schmid GmbH.Das Vorhaben hat zum Ziel, Bor- und Phosphor dotierte Glasschichten, die mit unterschiedlichen chemical vapour deposition (CVD) - Technologien abgeschieden worden sind, als Dotierquellen für eine Laserdotierung zu nutzen, bevor der thermische Eintreibeschritt appliziert wird. Diese Prozessabfolge soll dazu genutzt werden, kostengünstige Hochleistungssolarzellen der PERL-Bauart zu entwickeln, die einen wirtschaftlich tragfähigen Herstellungsprozess haben.
Das Projekt "StrukturSolar II - Innovative Strukturierungskonzepte für Solarzellen der nächsten Generation^StrukturSolar II - Innovative Strukturierungskonzepte für Solarzellen der nächsten Generation, StrukturSolar II - Innovative Strukturierungskonzepte für Solarzellen der nächsten Generation" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Anhalt (FH) Hochschule für angewandte Wissenschaften, Standort Köthen, Fachbereich Elektrotechnik, Maschinenbau und Wirtschaftsingenieurwesen.
Das Projekt "StrukturSolar II - Innovative Strukturierungskonzepte für Solarzellen der nächsten Generation, StrukturSolar II - Innovative Strukturierungskonzepte für Solarzellen der nächsten Generation" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Halle-Wittenberg, Institut für Physik.Der vorliegende Antrag der MLU ist Teil des Verbundprojektes STRUKTURSOLAR II. Die Anwendung innovativer Strukturierungskonzepte in Solarzellen der nächsten Generation für verbesserte Wirkungsgrade bei reduziertem technologischen Herstellungsaufwand soll erforscht werden. Dabei sollen die vorhandenen Kompetenzen in der Grundlagenforschung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und anwendungsorientiertes Know-how der Hochschule Anhalt (HSA) in einem kooperativen Forschungskolleg zusammengeführt werden. Mehrere Promotionsthemen sollen jeweils in Teilen an beiden Hochschulen bearbeitet werden. Das Projekt adressiert Themen der Strukturierung sowohl von Dünnschichtmodulen (Mikrostrukturierte CIGSe Kontakte, Thermische Laser Strukturierung, Perowskitsolarzellen auf Silicium, Strukturierte Substrate) als auch von Siliciumwafer-basierten Solarzellen (Plasmastrukturiertes schwarzes Silicium, Makroporöses Silicium, Defektlokalisierung von PERC-Kontakten). Die Plasmatexturierung zur Präparation von hochabsorbierenden Silicium Oberflächen (schwarzes Silicium) und anschließende Passivierung sollen bis hin zu kompletten Solarzellen weiter optimiert werden. Alternativ soll makroporöses Silicium mittels metall-unterstützter chemischer Ätzung die Absorption erhöhen. Strukturierte Rückkontakte von PERC Zellen sollen mittels abbildender Methoden im Hinblick auf Defekte untersucht werden. Die Zusammenführung der neuartigen Perowskitsolarzellen und Wafer Silicium soll mittels nasschemischer und physikalischer Verfahren erforscht werden. Auch für Dünnschichtsolarzellen ist das Photonenmanagement durch Strukturierung ein vielversprechendes Thema. Hierbei geht es sowohl um die Optimierung eines strukturierten Rückkontaktes z.B. von CIGSe Solarzellen als auch um die Lichteinkopplung durch plasmastrukturierte Substrate. Das Modulthema der integrierten Serienverschaltung soll mit dem neuen Thema der thermischen Laserstrukturierung vorangetrieben werden.
Das Projekt "TIBET: Hochtransparente, leitfähige und passivierende Elektroden für hocheffiziente Solarzellen, Teilvorhaben: 'Entwicklung und Demonstration einer Blitzlichtsinterung'" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: SOLAYER GmbH.
Das Projekt "KORONA - Kristallisationstechnologien für O-reduzierte, leistungsoptimierte sowie niederohmige Silizium-Materialien für die PERC-Anwendung, Teilvorhaben: Magnetfeldmessungen an einer industriellen Cz-Züchtungsanlage" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf, Institut für Fluiddynamik.Die Fertigung von Hochleistungsmodulen bleibt nach wie vor Kern der Entwicklungsstrategie der SolarWorld AG. Dabei soll das Potential der PERC Technologie ausgenutzt werden, die neue Anforderungen an den PV Wafer stellt, dessen Eigenschaften hauptsächlich während des Kristallisationsprozesses bestimmt werden. Daher sind die Verbesserung von Kristallqualität und Ausbeute bei der Czochralski (Cz)-Kristallzüchtung von PV-Silizium ein zentrales Anliegen, wozu ein online Monitoring der mittleren Strömungsgeschwindigkeit extrem wertvoll wäre. Aufgrund der hohen Temperaturen und der geforderten Reinheit der Siliziumschmelze gibt es bisher weltweit keine Strömungsmessungen im Tiegel einer in der Industrie eingesetzten Cz-Kristallzüchtungsanlage. Die kontaktlose induktive Strömungstomographie (CIFT) hat das Potential zur Strömungsmessung der Schmelze im Cz-Tiegel, da sie mit Hilfe von Magnetfeldern die mittlere dreidimensionale Strömung in Schmelzen kontaktlos messen kann. Das Fernziel des Teilvorhabens besteht daher darin, CIFT für eine online-Strömungsmessung in der Cz-Kristallzüchtung zu entwickeln und zum Einsatz zu bringen. Allerdings muss CIFT für diese Anwendung speziell adaptiert werden, wobei die Herausforderung bei dieser Messung in der robusten Detektion der sehr kleinen strömungsinduzierten Verzerrung des angelegten Magnetfeldes liegt. Zusätzlich wird in enger Kooperation mit der HZDR-Innovation GmbH (HZDRI) ein Experiment zur Modellierung der Strömung im Tiegel aufgebaut, da die HZDRI nicht über die nötige Infrastruktur verfügt.
Das Projekt "KORONA - Kristallisationstechnologien für O-reduzierte, leistungsoptimierte sowie niederohmige Silizium-Materialien für die PERC-Anwendung, Teilvorhaben: Experimentelle und numerische Evaluierung von Prozessgrößen zur Herstellung von sauerstoffarmen Silizium-Kristallen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie.Das Ziel der Arbeiten am Fraunhofer IISB in Erlangen und an seiner Außenstelle am Fraunhofer THM in Freiberg ist es, die Czochralski-Kristallzüchtungstechnologie zur Herstellung von hochqualitativen Siliziumkristallen für die Anwendung in der Photovoltaik im Hinblick auf die Reduktion des Sauerstoffs im Kristallmaterial weiter zu entwickeln und gleichzeitig die Prozesskosten zu senken. Die von Fraunhofer IISB/THM erzielten wissenschaftlich-technischen Erkenntnisse aus der Prozess- und Hardwareentwicklung, der numerischen Modellierung und der Materialcharakterisierung bilden dabei die Grundlage für die Optimierung der bestehenden Czochralski-Technologie beim Industriepartner Solar World Innovations GmbH.
Das Projekt "KORONA - Kristallisationstechnologien für O-reduzierte, leistungsoptimierte sowie niederohmige Silizium-Materialien für die PERC-Anwendung, Teilvorhaben: Modellexperimente zu Kristallisationsprozessen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für NE-Metallurgie und Reinststoffe.Die wissenschaftliche Zielstellung umfasst die Entwicklung und Durchführung von Modellexperimenten zur systematischen Untersuchung verschiedener, für die Herstellung von Silizium-Kristallen bedeutsamer Phänomene und Prozesse im Labormaßstab. Konkret handelt es sich um die Untersuchung des Geschwindigkeitsfeldes von Gasströmungen, was besonders für die Kristallisation von Silizium für die PV-Anwendung nach dem Czochralski (Cz)-Verfahren relevant ist, und um die Untersuchung eines neuen Kristallisationsprinzips für Quasimono-Silizium-Blöcke (QM II-Technologie). Ein wesentlicher Aspekt bei den Experimenten zur Gasströmung ist die Validierung von numerischen Modellen und Algorithmen. Bei der Untersuchung der QM II-Technologie steht die Identifizierung von Prozess- und Anlagenparametern für eine stabile Kristallisation im Vordergrund. Die technischen Arbeitsziele beinhalten den Aufbau der zugehörigen Modellanlagen, d.h. einer Czochralski-Modellanlage zur Untersuchung der Gasströmung und einer QM II -Modellanlage zur Untersuchung des neuen Kristallisationsprinzips.
Das Projekt "KORONA - Kristallisationstechnologien für O-reduzierte, leistungsoptimierte sowie niederohmige Silizium-Materialien für die PERC-Anwendung, Teilvorhaben: Modellexperimente zur Strömung im Tiegel des Cz-Prozesses" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: HZDR Innovation GmbH.Das Fernziel besteht darin, die Strömung im Tiegel bei der Czochralski (Cz)-Kristallzüchtung unter den Parametern des realen Industrieprozesses zu verstehen und numerisch simulieren zu können. Da eine direkte Messung der Strömungsgeschwindigkeiten in der Si-Schmelze nicht verfügbar ist und bestenfalls mit der kontaktlosen Strömungstomographie in einigen Jahren zur Verfügung steht, sind Modellexperimente wesentlich zur Validierung numerischer Simulationen. Diese Modellexperimente sollen möglichst im Bereich der realen Prozessparameter stattfinden und eine umfassende Ausmessung der Strömung erlauben, womit für die Modellschmelze nur Metallschmelzen mit relativ niedriger Schmelztemperatur in Frage kommen. Mit den Arbeiten im Vorhaben sollen systematisch lokale Strömungsgeschwindigkeiten und lokale Temperaturen in Modellexperimenten durchgeführt werden. Die Daten sollen zur Validierung der numerischen Simulationen von Projektpartnern dienen.
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