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Teilvorhaben: Entwicklung und Analyse von Kesterit-Solarzellen auf Basis von Koverdampfung und Molekularstrahl-Epitaxie

Description: Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Analyse von Kesterit-Solarzellen auf Basis von Koverdampfung und Molekularstrahl-Epitaxie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Lichttechnisches Institut durchgeführt. Das Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung neuartiger Dünnschicht-Solarzellen und der Optimierung ihrer Effizienz. Zentrales Ziel ist hierbei, durch Einsatz des Kesterit-Materialsystems und einer geeignet gewählten Solarzellenstruktur die bei anderen Technologien oft verwendeten Schwermetalle Indium und Cadmium zugunsten umweltfreundlicher Materialien zu vermeiden. Die Ersetzung des seltenen und teuren Indiums lässt darüber hinaus auch eine wesentliche Kostenreduktion erwarten. Ziel des Teilprojekts am KIT ist es, das Potential eines vakuumbasierten Herstellungsprozesses von Kesterit-Solarzellen zu evaluieren (Koverdampfung / MBE). Detaillierte Analysen zu deren Struktur und effizienzbegrenzenden Mechanismen ermöglichen hierbei eine Maximierung des Wirkungsgrads. Zur Entwicklung hochwertiger Kesterit-Absorber werden mehrere industrierelevante Herstellungsvarianten eingesetzt und verglichen. Als komplementäres Verfahren zu den Ansätzen der Projektpartner (Vakuum-Abscheidung von Schichtstapeln bzw. nasschemische Deposition) wird am KIT die Koverdampfung der beteiligten Elemente, gefolgt von einem Temperschritt, untersucht, weiterhin die Herstellung quasi-einkristalliner Solarzellen für fundamentale Analysen. Bei allen Verfahren bilden das phasenreine Wachstum sowie die Optimierung des Rückkontakts und der Grenzfläche Absorber/Puffer die übergeordneten Teilziele. Durch eine detaillierte Analyse der hergestellten Strukturen mittels spektroskopischer Methoden unter Verwendung von optischer und Sychrotron-Strahlung / Elektronen trägt das KIT zur Optimierung der Kesterit-Solarzellen und damit zur Erreichung eines verwertungsnahen Wirkungsgradpotentials bei. Für die hergestellten Labormuster erfolgt zum Ende des Vorhabens eine partnerübergreifende Bewertung, welche Material- / Grenzflächeneigenschaften den Wirkungsgrad limitieren und welche Herstellungsverfahren hinsichtlich eines Transfers auf industrierelevante Substratgrößen aussichtsreich erscheinen.

Types:

SupportProgram

Origin: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Substrat ? Sulfid ? Dünnschichtsolarzelle ? Absorber ? Cadmium ? Solarzelle ? Schwermetall ? Indium ? Kritischer Rohstoff ? Spektralanalyse ? Struktur-Wirkung-Beziehung ? Vakuumtechnik ? Verfahrensoptimierung ? Substitution von Rohstoffen ? Produktionstechnik ? Abscheidung ? Verfahrenstechnik ? Ersatzstoff ? Vergleichsanalyse ? Werkstoffkunde ? Wirkungsgrad ? Deposition ? Thermisches Verfahren ? Kostensenkung ? Kristallisation ? Umweltverträglichkeit ? Grenzschicht ? Industrielles Verfahren ? Effizienzsteigerung ? Halbleiter ? Mineral ? Kesterit-Solarzelle ? Dünnschichtmodul [Solarzelle] ? Monokristalline Solarzelle ? Nachbehandlung ? Verdampfung ? Kupfer-Zink-Zinnsulfid ? Molekularstrahl-Epitaxie ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding box: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

Time ranges: 2015-10-01 - 2018-09-30

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