API src

Found 6 results.

Teilvorhaben: Koordination und industrielle Umsetzung der Upgrade-Technologien

Das Projekt "Teilvorhaben: Koordination und industrielle Umsetzung der Upgrade-Technologien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von centrotherm photovoltaics AG durchgeführt. Mit der konventionellen Fertigungstechnologie (Siebdruck Al-BSF) lassen sich derzeit mit multikristallinem Siliziummaterial (mc-Si) die geringsten Stromgestehungskosten realisieren. Die höheren Wirkungsgrade von monokristallinen Cz-Si Solarzellen kompensieren die höheren Wafer- und Prozesskosten aktuell nicht. Daher werden die meisten Silizium-Solarzellen (ca. 70%) aus multikristallinen Wafern gefertigt. Mittelfristig kann sich dieser Trend umdrehen und die monokristalline Technologie insgesamt kosteneffizienter werden. Innovationen für diese Trendwende sind Kostensenkung des Cz-Wafers und größeres Wirkungsgraddelta zwischen Cz- und mc-Solarzellen. Dabei ist die Vermeidung der lichtinduzierten Bor-Sauerstoff-Degradation bei Cz-Si entscheidend. Das ist das Ziel im Projektteil 'Demo'. Um den Wirkungsgradabstand zwischen mono Si und mc-Si noch weiter zu erhöhen, sollen passivierte Kontakte zum Einsatz kommen. Deren industrielle Umsetzung ist das Ziel im Projektteil 'PEPPER'. Kurzbeschreibung des Projektteils 'Demo': Die Reduzierung bis hin zur gänzlichen Vermeidung der Degradation und insbesondere der Regenerationsprozess sind seit vielen Jahren Gegenstand von intensiven Forschungsaktivitäten, deren vielversprechende Resultate bisher nicht industriell umgesetzt werden konnten. Die Entwicklung eines industrietauglichen Regenerationsprozesses zur Minimierung der Licht-Induzierten Degradation (LID) ist eine der zentralen Aufgaben des Projektteils 'Demo'. Hierfür bilden die führenden Forschungsinstitute, die Universität Konstanz und das ISFH gemeinsam mit dem Anlagenhersteller centrotherm ein optimales Konsortium. centrotherm wird im Rahmen des Projektes einen kostenoptimierten Demonstrator entwickeln, der LID langzeitstabil minimiert. Die erforderlichen Grundlagen- und Prozessentwicklungen zu optimalen Abkühlraten und Regenerationsparametern werden an den beteiligten Instituten durchgeführt. Kurzbeschreibung des Projektteils 'PEPPER': Der Zielkompromiss zwischen Widerstandsverlusten und Rekombinationsverlusten führt bei PERC Solarzellen zu einer Begrenzung des Wirkungsgrades. Durch die Verwendung von sogenannten passivierten Kontakten auf der Rückseite kann dieser Zielkonflikt umgangen werden. Am Fraunhofer ISE wurde hierzu in den letzten Jahren die TOPCon Technologie entwickelt, welche Laborwirkungsgrade bis zu 24,9% ermöglicht. Ziel des Projekteils PEPPER ist die Umsetzung dieser Technologie auf industriellem Equipment. centrotherm ist aufgrund seiner Erfahrung im Bereich PECVD ein optimaler Partner, um dieses Ziel zu erreichen. Für die Metallisierung ist mit der FHR ein kompetenter Partner im Bereich TCO und Sputtern von Metallen im Boot, der im Bereich des Back-Ends aktiv sein wird.

Teilvorhaben: Passivated Emitter and Passivated Rearcontact Cell (FHR)

Das Projekt "Teilvorhaben: Passivated Emitter and Passivated Rearcontact Cell (FHR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FHR Anlagenbau GmbH durchgeführt. Die Aufgaben, die in diesem Teilvorhaben bearbeitet werden sollen, betreffen die rückseitige Metallisierung von Solarzellen, die auf der am Fraunhofer ISE entwickelten Tunnel Oxide Passivated Contact (TOPCon)-Technologie des ganzflächigen passivierten Kontaktes beruhen. Derzeit werden hierfür dünne Ag-Schichten eingesetzt, welche jedoch keine hinreichende Haftung und Querleitfähigkeit aufweisen. Ziel dieses Teilvorhaben ist es ein industriell umsetzbares Konzept für die rückseitige Metallisierung von TOPCon-Solarzellen zu entwickeln. Als aussichtsreiche, skalierbare Abscheidetechnologie wird hierfür das Kathodenzerstäuben (Sputtern) gewählt, die FHR Anlagenbau GmbH ist ein führender Hersteller von Labor- und Industrieanlagen zur Sputter-Beschichtung von u.a. Halbleiterbauelementen. Die Teilziele des Teilvorhabens der FHR Anlagenbau GmbH leiten sich aus den Anforderungen an das TCO/Metall-Schichtsystem zur rückseitigen Metallisierung von TOPCon Solarzellen ab. Es sollen Schichtsysteme aus transparenten leitfähigen Oxiden (TCO) und dünnen Metallschichten (Al, Ag, Ti,...) angewendet werden. Die Schichtsysteme sollen folgende Anforderungen erfüllen: - Geringe Schädigung der Oberflächenpassivierung der unterliegenden TOPCon Schicht - Geringe parasitäre Absorption an der Rückseite der Solarzelle - Ausreichende Querleitfähigkeit für Verschaltung von Solarzellen im 156 mm Format - Verwendbarkeit von konventioneller Verbindungstechnologie (Löten von Zellverbindern) für das Verschalten der Solarzellen, - ausreichende Haftung der Schichten - Ausreichende Langzeitstabilität im Solarmodul Das Teilprojekt umfasst insgesamt 6 Arbeitspakete. Ziel dieser Arbeitspakete ist die Etablierung eines Metallisierungskonzepts für eine Solarzelle mit passivierten Kontakten. Dafür sollen etablierte Metallisierungsverfahren wie der Siebdruck aber auch in der Pilotierung befindliche Technologien wie die Galvanik und Gasphasenabscheidung untersucht werden.

Teilvorhaben: Materialbedingte Limitierungen in kristallinem Si und Einfluss von Solarzellen-Prozessschritten

Das Projekt "Teilvorhaben: Materialbedingte Limitierungen in kristallinem Si und Einfluss von Solarzellen-Prozessschritten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Fachbereich für Physik durchgeführt. 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.

Teilvorhaben: Materiallimitierende Defekte in TOPCon-Solarzellen: Analyse und Materialoptimierung

Das Projekt "Teilvorhaben: Materiallimitierende Defekte in TOPCon-Solarzellen: Analyse und Materialoptimierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. 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'.

Teilvorhaben: Analyse der materiallimitierenden Defekte in TOPCon-Solarzellen

Das Projekt "Teilvorhaben: Analyse der materiallimitierenden Defekte in TOPCon-Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Freiburger Materialforschungszentrum durchgeführt. 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.

Teilvorhaben: Prozesseinflüsse auf die Ladungsträgerlebensdauer in Si-Materialien für höchsteffiziente Solarzellen

Das Projekt "Teilvorhaben: Prozesseinflüsse auf die Ladungsträgerlebensdauer in Si-Materialien für höchsteffiziente Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Solarenergieforschung GmbH durchgeführt. 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').

1