Das Projekt "LIMES - Limitierende Defekte in Si-Materialien für höchsteffiziente Solarzellen, Teilvorhaben: Materialbedingte Limitierungen in kristallinem Si und Einfluss von Solarzellen-Prozessschritten" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Konstanz, Fachbereich für Physik.In dem Projekt sollen die Limitierungen der besten aktuellen, industrierelevanten Si-Materialien - mit erwarteten Lebensdauern über 1 ms - untersucht werden. Die Lebensdauerproben und Zellvorläuferstrukturen werden dabei auch den für bestimmte Hocheffizienzzelltechnologien spezifischen Hochtemperatur-, Getter- und H-Passivierschritten unterzogen, um das Vorliegen der Defekte nach Abschluss des Zellprozesses nachzustellen, welches für den erzielbaren Wirkungsgrad relevant ist. Auch sogenannte Regenerationsschritte werden zur Anwendung kommen. Über temperatur- und injektionsabhängige Lebensdauermessungen werden die Shockley-Read-Hall-Parameter der nichtstrahlenden Rekombination erfasst, die einen Fingerabdruck für die dominierenden und somit limitierenden Verunreinigungen darstellen. Welche Zellkenngrößen nach einem gegebenen Prozessfluss erwartet werden können, lässt sich anschließend mittels Simulationen vorhersagen. Hierbei können auch sehr unterschiedliche Zelltypen mit vergleichsweise geringem Aufwand untersucht und verglichen werden. Ebenso sollen die Auswirkungen von Prozessvariationen analysiert und Optimierungsstrategien entworfen werden.
Das Projekt "LIMES - Limitierende Defekte in Si-Materialien für höchsteffiziente Solarzellen, Teilvorhaben: Materiallimitierende Defekte in TOPCon-Solarzellen: Analyse und Materialoptimierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme.Höchsteffiziente Solarzellen benötigen Basismaterialien mit Ladungsträgerlebensdauern von deutlich über 1 ms, um möglichst wenig durch die Materialqualität limitiert zu werden. Die besten aktuellen Materialien p- (implatieren von Fremdatomen) und n- (implantieren von Elektronen-Donatoren) Typ Cz-Si (Czochralsky Silizium), p-Typ HPM-Si (multikristallines Blockguss-Silizium), aber auch p- und n-Typ FZ-Si-(Float Zone - Silizium)) erreichen zwar sehr hohe Lebensdauern größer als 1 ms, weisen dennoch eine Begrenzung unterhalb des intrinsischen Auger-Limits auf. Über die limitierenden Defekte ist sehr wenig bekannt. Das Projekt hat zum Ziel, die limitierenden Defekte nach verschiedenen Höchsteffizienzprozesssen zu identifizieren, die Limitierung der Solarzellparameter zu quantifizieren und Optimierungsstrategien für ein hohes Wirkungsgradpotenzial zu erarbeiten. Das Vorhaben gliedert sich in vier Teilprojekte, in Teilprojekt 1 Materiallimitierende Defekte in TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact)-Solarzellen: Analyse und Materialoptimierung, in Teilprojekt 2 'Analyse der materiallimitierenden Defekte in TOPCon-Solarzellen', in Teilprojekt 3 'Prozesseinflüsse auf die Ladungsträgerlebensdauer in Si-Materialien für höchsteffiziente Solarzellen' und in Teilprojekt 4 'Materialbedingte Limitierung in kristallinem Silizium und Einfluss von Solarzellenprozessschritten'.
Das Projekt "LIMES - Limitierende Defekte in Si-Materialien für höchsteffiziente Solarzellen, Teilvorhaben: Analyse der materiallimitierenden Defekte in TOPCon-Solarzellen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Freiburger Materialforschungszentrum.Bei höchsteffizienten Solarzellen spielen Materialdefekte, die die Ladungsträgerlebensdauer limitieren, eine große Rolle. Selbst beste aktuelle Si-Materialien erreichen nicht immer Lebensdauern von mehreren Millisekunden. Im Projekt soll untersucht werden, welche Defekte Lebensdauern im ms-Bereich in aktuell besten, industrierelevanten Si-Materialien limitieren, wie sich die Defekte bei unterschiedlichen Höchsteffizienzprozessen verhalten und wie sich die negativen Auswirkungen durch optimierte Prozesse einschränken lassen. Das Vorhaben gliedert sich in vier Teilprojekte, in Teilprojekt 1 Materiallimitierende Defekte in TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact)-Solarzellen: 'Analyse und Materialoptimierung', in Teilprojekt 2 'Analyse der materiallimitierenden Defekte in TOPCon-Solarzellen', in Teilprojekt 3 'Prozesseinflüsse auf die Ladungsträgerlebensdauer in Si-Materialien für höchsteffiziente Solarzellen' und in Teilprojekt 4 'Materialbedingte Limitierung in kristallinem Silizium und' Einfluss von Solarzellenprozessschritten.
Das Projekt "C3PO: Cool Copper Contacts - Entwicklung einer industriellen Niedertemperatur-Technologie zur Herstellung 20µm feiner Kupferkontakte für bifaciale PERC, Hetero- und TOPCon-Solarzellen, Teilvorhaben: Entwicklung der LTF-Technologie" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme.In dem Teilvorhaben vom ISE sollen schmale Saatschichten mit guter Haftung und elektrische Eigenschaften, ein Konzept für die Erhöhung des Durchsatzes der Pilotanlage und ein Model zur Beurteilung der Industrietauglichkeit des Laser Induced Forward Transfer (LIFT) und LTF Prozesses entwickelt werden. Wirkungsgrade von 23% für Cz-PERC und größer als 24% für hetero- oder TopCon-Solarzellen sollen mit dem optimierten nieder Temperatur Metallisierungsverfahren erreicht werden. Minimodule sollen aus den Solarzellen gefertigt werden um Modulaspekte zu untersuchen die für die Metallisierung kritisch sind zu untersuchen.
Das Projekt "C3PO: Cool Copper Contacts - Entwicklung einer industriellen Niedertemperatur-Technologie zur Herstellung 20µm feiner Kupferkontakte für bifaciale PERC, Hetero- und TOPCon-Solarzellen, Teilvorhaben: Für LFT-Verfahren optimierte funktionale Folienbeschichtungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: ROWO Coating Gesellschaft für Beschichtung mbH.Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung und Optimierung des Rolle-zu-Rolle physical vapour deposition (PVD) Prozesses zur Beschichtung der Trägersubstrate. Verschiedene Trägersubstrate und geeignete Transfermetalle, sowie deren groß-technische Umsetzung sollen analysiert werden. Zudem wird die kostengünstige Herstellung optimierte PVD-Schichten auf transparente Trägerfolien auf einer R2R-Anlage angestrebt.
Das Projekt "LIMES - Limitierende Defekte in Si-Materialien für höchsteffiziente Solarzellen, Teilvorhaben: Prozesseinflüsse auf die Ladungsträgerlebensdauer in Si-Materialien für höchsteffiziente Solarzellen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Institut für Solarenergieforschung GmbH.In diesem Projekt soll der Einfluss von Prozessschritte wie sie für die Herstellung höchsteffizienter Solarzellen erforderlich sind auf die Ladungsträgerlebensdauern in solarzellenrelevanten monokristallinen p- und n-Typ Czochralski-Silizium-Materialien und in blockgegossenem multikristallinen Silizium sowie in geringem Umfang in hochreinem Float-Zone-Silizium als Referenzmaterial untersucht werden. Ziel ist es, Prozessfolgen zu finden, die zu Ladungsträgerlebensdauern führen, die mit sehr hohen Wirkungsgraden größer als 25% kompatibel sind. Dies soll mit numerischen Bauelementsimulationen belegt werden. Die Untersuchungen sollen aufgrund der höheren Flexibilität und Aussagekraft der Ergebnisse in erster Linie an Lebensdauerteststrukturen durchgeführt werden, auf die der Einfluss verschiedener einzelner Prozesse bzw. Kombinationen von Prozessen, insbesondere Hochtemperaturschritte, Getterschritte und die Wechselwirkung von Volumendefekten mit Wasserstoff, analysiert werden soll. Auch Vor- und Nachbehandlungen des Materials sollen untersucht werden, wie z.B. die 'Tabula Rasa'-Vorbehandlung des Materials oder die nachträgliche Deaktivierung von Defekten bei gleichzeitiger Temperung und Ladungsträgerinjektion ('Regeneration').
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