Industrielle Vakuumprozesse für Perowskit-Silizium Tandemsolarzellen auf TOPCon basierten Unterzellen, Teilvorhaben: Rohrtargets für die Verbindungsschicht zwischen Silizium-Unterzelle und Perowskit-Oberzelle sowie den Lochleiter der Perowskit-Solarzelle

Description: Übergeordnetes Ziel des Projekts ist die Entwicklung von industriell skalierbaren Vakuumprozessen für eine Perowskit-Silizium Tandemsolarzelle mit texturierter TOPCon Silizium-Unterzelle. Hierbei stehen zum einen Anpassungen und Weiterentwicklung der Silizium-Unterzellen sowie der Übergangsschichten und Lochtransportschichten der Oberzelle im Vordergrund. Sowohl NiOx als auch SnOx sind vielversprechende Materialien für loch-leitende Dünnschichten in der Perowskit-Silizium Tandemsolarzelle. Um künftig in industriellem Maßstab Perowskit-Silizium Tandemsolarzelle mit gesputterten Übergangs- und Lochtransportschichten herstellen zu können, ist die Weiterentwicklung von NiO Rohrtargets und Entwicklung elektrisch leitfähiger Rohrtargets auf SnO2-Basis Ziel des Teilvorhabens. Aufbauend auf den bereits verfügbaren Erfahrungen zur Herstellung von NiO Rohrtargets und zum thermischen Spritzen kanzerogener Stoffe (Projekt PeroQ) sollen im Teilvorhaben durch Einbringen einer Dotierung die opto-elektrischen Eigenschaften der gesputterten Dünnschicht für die Anwendung in der Perowskit-Silizium Tandemsolarzelle verbessert werden. Weiterhin sollen die Prozesstechnologien bei der Granulatherstellung von Nickeloxid und beim thermischen Spritzen auf einen industriellen Maßstab skaliert werden und der Rohstoffeinsatz durch Recycling von Nebenprodukten minimiert werden. Des weiteren sollen Rohrtargets auf SnO2-Basis als Alternative zu Indium-Zinnoxid (ITO) entwickelt werden. Im Vergleich zum kostenintensiven und schlecht verfügbaren Indiumoxid, ist SnO2 günstiger und gut verfügbar. In der Projektarbeit erfolgt eine Evaluation möglicher Dotierstoffe sowie Dotierungskonzentration in SnO2, um ein elektrisch leitfähiges und sputterbares Rohrtargets herzustellen. Dabei müssen u.a. die Verunreinigungen im SnO2 den Erfordernissen der Solarzelle angepasst werden, damit es nicht zu effizienzreduzierender Diffusion in die Solarelle kommen kann.

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Tags: Recycling ? Solarzelle ? Karzinogen ? Nebenprodukt ? Verfahrenstechnik ? Rohstoffnutzung ?

Region: Saxony

Bounding boxes: 13.25° .. 13.25° x 51° .. 51°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• GfE Fremat GmbH (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• Von Ardenne (Mitwirkung)

Time ranges: 2025-06-01 - 2028-05-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub-project: Tube targets for the connecting layer between the silicon bottom cell and the perovskite top cell as well as the hole conductor of the perovskite solar cell
  Description: The overall aim of the project is to develop industrially scalable vacuum processes for a perovskite silicon tandem solar cell with a textured TOPCon silicon sub-cell. The focus here is on adapting and further developing the silicon bottom cells as well as the transition layers and hole transport layers of the top cell. Both NiOx and SnOx are promising materials for hole-conducting thin films in the perovskite-silicon tandem solar cell. In order to be able to produce perovskite silicon tandem solar cells with sputtered junction and hole transport layers on an industrial scale in the future, the aim of the sub-project is to further develop NiO tube targets and to develop electrically conductive SnO2-based tube targets. Building on the experience already available in the production of NiO tube targets and the thermal spraying of carcinogenic substances (PeroQ project), the opto-electrical properties of the sputtered thin film for use in the perovskite-silicon tandem solar cell are to be improved in the sub-project by introducing a doping. Furthermore, the process technologies for the granulate production of nickel oxide and thermal spraying are to be scaled up to an industrial scale and the use of raw materials is to be minimized by recycling by-products. Furthermore, SnO2-based tube targets are to be developed as an alternative to indium tin oxide (ITO). Compared to the cost-intensive and poorly available indium oxide, SnO2 is cheaper and readily available. In the project work, possible dopants and doping concentrations in SnO2 are evaluated in order to produce an electrically conductive and sputterable tube target. Among other things, the impurities in the SnO2 must be adapted to the requirements of the solar cell to prevent efficiency-reducing diffusion into the solar cell. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1139477

Status

Aktiv

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