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Matrix Schindeltechnologie für die Zukunft der Photovoltaik, Teilvorhaben: Entwicklung leitfähiger Klebstoffe für die Matrix-Schindeltechnologie

Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung elektrisch leitfähiger Klebstoffe, die speziell auf die Anforderungen einer industriellen Matrix-Schindelverschaltung von Silizium Solarzellen zugeschnitten sind. Ein besonderer Fokus liegt dabei neben der elektrischen / mechanischen Performance solcher Systeme auch auf einer Kostenoptimierung durch Auswahl geeigneter Füllstoffe, um Zugang zu dem preissensitiven PV-Markt zu bekommen.

Investoren-orientierte Ausentwicklung der POLOTechnologie für eine hiesige PV Produktion, Teilvorhaben: Vergleichende ökologische und ökonomische Bewertung der entwickelten POLO-Technologie aus Investorensicht

Die POLO(poly-Si on Oxide)-Photovoltaik-Technologie wird möglicherweise einen höheren Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Sonnenenergie in Strom im Vergleich zu herkömmlichen Zelltechnologien aufweisen. Für die Herstellung von Photovoltaikzellen und -modulen dieser Technologie werden im Projekt APOLON neue Produktionsverfahren entwickelt, deren ökologische und wirtschaftliche Auswirkungen bisher noch wenig beleuchtet wurden. Das Ziel dieses Teilvorhabens ist es, die POLO-Technologien unter wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten mittels eines Life Cycle Assessments und einer Lebenszykluskostenanalyse zu bewerten. Die Bewertungsergebnisse für die POLO-Technologie werden der derzeit im Photovoltaikmarkt dominierenden PERC+-Technologie gegenübergestellt. Damit können beispielsweise die Produktionskosten von Zellen und Modulen dieser Technologie, die Stromgestehungskosten und die Umweltauswirkungen in Abhängigkeit von den Herstellungsprozessen quantifiziert und ermittelt werden. Darüber hinaus können die durchgeführten Analysen, zur Ermittlung der Verbesserungs- und Optimierungsmöglichkeiten der POLO-Technologie beitragen. Damit wird es eine klarere Perspektive der ökonomischen und ökologischen Auswirkungen geben, die diese Technologie haben können, und gleichzeitig der Weg für die lokale Produktion von POLO-basierte-Photovoltaikmodulen und für zukünftige Investitionen geebnet.

Ga-dotierte Silizium-Solarzellen gewinnen an Relevanz in der Industrie - Entwicklung von Schnelltests und Vermeidung negativer Langzeitfolgen auf Zell- und Modullevel

Durch die aktuell stattfindende rasante Transformation von Bor- hin zu Gallium-dotierten monokristallinen Siliziumsolarzellen auf dem weltweiten PV-Markt besteht insbesondere für Modul- und Systemhersteller, aber auch für Kraftwerksbetreiber ein großes Risiko, da die Langzeiteffekte in Ga-dotierten Solarzellen unbekannt sowie Ga-korrelierte Defekte noch weitgehend unerforscht sind. Ziel dieses Vorhabens ist daher die Analyse der Degradationseigenschaften von Ga-dotiertem Silizium auf Wafer-, Zell und Modullevel sowie die Entwicklung zuverlässiger und sensitiver Prüfverfahren, die es ermöglichen, für Ga-dotierte Zellen und Module zuverlässige Aussagen mithilfe artefaktfreier Messungen hinsichtlich des Risikos für langfristige Degradation zu treffen. Anhand dieser Erkenntnisse soll ein neuer Normentwurf mitgestaltet werden. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse werden Modelle zur Vorhersage des Degradationsverhaltens entwickelt und die hieraus erhaltenen Ertragsprognosen mit Hilfe von Outdoor-Tests verifiziert. Schließlich sollen Optimierungsstrategien zur Erhöhung der Langzeitstabilität von Modulen im Feld entwickelt werden.

Ga-dotierte Silizium-Solarzellen gewinnen an Relevanz in der Industrie - Entwicklung von Schnelltests und Vermeidung negativer Langzeitfolgen auf Zell- und Modullevel, Teilvorhaben: Teststandentwicklung

Durch die aktuell stattfindende rasante Transformation von Bor- hin zu Gallium- dotierten monokristallinen Siliziumsolarzellen auf dem weltweiten PV-Markt besteht insbesondere für Modul- und Systemhersteller, aber auch für Kraftwerksbetreiber ein großes Risiko, da die Langzeiteffekte in Ga-dotierten Solarzellen unbekannt sowie Ga- korrelierte Defekte noch weitgehend unerforscht sind. Ziel dieses Vorhabens ist daher die Analyse der Degradationseigenschaften von Ga-dotiertem Silizium auf Wafer-, Zell und Modullevel sowie die Entwicklung zuverlässiger und sensitiver Prüfverfahren, die es ermöglichen, für Ga-dotierte Zellen und Module zuverlässige Aussagen mithilfe artefaktfreier Messungen hinsichtlich des Risikos für langfristige Degradation zutreffen. Anhand dieser Erkenntnisse soll ein neuer Normentwurf mitgestaltet werden. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse werden Modelle zur Vorhersage des Degradationsverhaltens entwickelt und die hieraus erhaltenen Ertragsprognosen mit Hilfe von Outdoor-Tests verifiziert. Schließlich sollen Optimierungsstrategien zur Erhöhung der Langzeitstabilität von Modulen im Feld entwickelt werden.

Ga-dotierte Silizium-Solarzellen gewinnen an Relevanz in der Industrie - Entwicklung von Schnelltests und Vermeidung negativer Langzeitfolgen auf Zell- und Modullevel, Teilvorhaben: Ga-korrelierte Degradation im Modul und Entwicklung von zuverlässigen Testsequenzen

Durch die aktuell stattfindende rasante Transformation von Bor- hin zu Gallium-dotierten monokristallinen Siliziumsolarzellen auf dem weltweiten PV-Markt besteht insbesondere für Modul- und Systemhersteller, aber auch für Kraftwerksbetreiber ein großes Risiko, da die Langzeiteffekte in Ga-dotierten Solarzellen unbekannt sowie Ga-korrelierte Defekte noch weitgehend unerforscht sind. Ziel dieses Vorhabens ist daher die Analyse der Degradationseigenschaften von Ga-dotiertem Silizium auf Wafer-, Zell und Modullevel sowie die Entwicklung zuverlässiger und sensitiver Prüfverfahren, die es ermöglichen, für Ga-dotierte Zellen und Module zuverlässige Aussagen mithilfe artefaktfreier Messungen hinsichtlich des Risikos für langfristige Degradation zu treffen. Anhand dieser Erkenntnisse soll ein neuer Normentwurf mitgestaltet werden. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse werden Modelle zur Vorhersage des Degradationsverhaltens entwickelt und die hieraus erhaltenen Ertragsprognosen mit Hilfe von Outdoor-Tests verifiziert. Schließlich sollen Optimierungsstrategien zur Erhöhung der Langzeitstabilität von Modulen im Feld entwickelt werden.

HoSSa - Hochdurchsatzprozesse für Schindel- und Streifen-Module und alternative Zellformate, Teilvorhaben: Charakterisierung und Demonstrator

H2020-EU.3.3. - Societal Challenges - Secure, clean and efficient energy - (H2020-EU.3.3. - Gesellschaftliche Herausforderungen - Sichere, saubere und effiziente Energieversorgung), Application relevant validation of c-Si based tandem solar cell processes with 30 % efficiency target (SiTaSol)

Crystalline silicon wafer solar cells have been dominating the photovoltaic market so far due to the availability and stability of c-Si and the decades of Si technology development. However, without new ways to improve the conversion efficiencies further significant cost reductions will be difficult and the c-Si technology will not be able to maintain its dominant role. In the SiTaSol project we want to increase conversion efficiencies of c-Si solar cells to 30 % by combining it with III-V top absorbers. Such a tandem solar cell will result in huge savings of land area and material consumption for photovoltaic electricity generation and offers clear advantages compared to today's products. The III-V/Si tandem cell with an active Si bottom junction with one front and back contact is a drop-in-replacement for today's Si flat plate terrestrial PV. To make this technology cost competitive, the additional costs for the 2-5 mym Ga(In)AsP epitaxy and processing must remain below 1 Euro/wafer to enable module costs less than 0.5 Euro/Watt-peak. It is the intention of the SiTaSol project to evaluate processes which can meet this challenging cost target and to proof that such a solar cell can be produced in large scale. Key priorities are focused on the development of a new growth reactor with efficient use of the precursor gases, enhanced waste treatment, recycling of metals and low cost preparation of the c-Si growth substrate. High performance devices will be demonstrated in an industrial relevant environment. The project SiTaSol approaches these challenges with a strong industrial perspective and brings together some of the most well-known European partners in the field of Si PV and III-V compound semiconductors. Furthermore SiTaSol will support the competitiveness of the European industry by providing innovative solutions for lowering manufacturing costs of III-V materials which are essential in today's electronic products including laptops, photonic sensors and light emitting diodes.

SUCCES - Sequential, High Uniformity, Cost Competitive Elemental Selenisation and Sulfurisation for CIGSSe2 - Sequentiell hergestellte Cu(In,Ga)(S,Se)2 Solarzellen, Teilvorhaben: Wechselwirkung von Alkalibehandlungen an sequentiell hergestellten Absorbern mit trockenen Pufferschichten zur Wirkungsgradverbesserung von Cu(In,Ga)(S,Se)2 Solarmodulen

SUCCES - Sequential, High Uniformity, Cost Competitive Elemental Selenisation and Sulfurisation for CIGSSe2 - Sequentiell hergestellte Cu(In,Ga)(S,Se)2 Solarzellen, Teilvorhaben: Verbesserung der Effizienz und Gleichförmigkeit von sequenziell hergestellten Cu(In,Ga)(S,Se)2 Solarzellen (Kontrollierte Dotierung, Wechselwirkung von Alkalinachbehandlungen)

H2020-EU.3.3. - Societal Challenges - Secure, clean and efficient energy - (H2020-EU.3.3. - Gesellschaftliche Herausforderungen - Sichere, saubere und effiziente Energieversorgung), Automated photovoltaic cell and Module industrial Production to regain and secure European Renewable Energy market (AMPERE)

Today's world PV market is dominated by standard crystalline solar cells (so-called Al-BSF cells) and part of the market is shifting to PERC solar cells. The shift is obtained by introducing three additional process steps to the standard process (rear side cleaning, passivation and laser opening), and allows a gain of typically 1% absolute in efficiency. Next generation c-Si technologies should feature higher voltage solar cells with higher efficiency and less processing steps in the manufacturing, allowing for further cost reduction, both at the PV panel level and for the final cost of solar electricity. AMPERE focuses on technologies with such a potential and capitalizes on the high tech investments made in Europe over the last decade for establishing advanced manufacturing processes for crystalline silicon heterojunction (SHJ) solar cells and modules, on the development of hardware capable of coating at high speed and low cost homogeneous materials of high electronic quality. It also bases on the unique expertise gained in production of thin film modules, and in all hardware issues related to large area coatings in production environment, which can applied for the production of SHJ cells and modules. The final goal of the project is t the setting-up of a 100 MW full-scale automated pilot line in production environment at the 3Sun fab, while preparing the next steps to 300 MW and GW scale. The project will operate with the support of full technology platforms for solar cells at CEA and the platform for advanced module technologies at MBS. It will demonstrate practically the ultra-low cost potential of such manufacturing approaches, as well as the even more impressively low solar electricity generation costs thanks to high efficiency and/or intrinsic bifaciality of the selected technologies.

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