Das Projekt "Teilvorhaben: Aufbau einer industrienahen Pilotanlage für einen Laser-basierten UFR-Prozess" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rehm Thermal Systems GmbH durchgeführt. Im Projekt 'UFO' soll das Potential der Laser-Regeneration für Cz- und mc-Silizium-Solarzellen untersucht werden. Dafür soll der am Fraunhofer ISE entwickelte 'Ultra Fast Regeneration' (UFR)-Prozess verbessert werden. Zuerst soll durch die Firma Rehm eine industrienahe Pilotanlage für einen Laser-basierten UFR-Prozess mit industrienaher Taktung in Zusammenarbeit mit den beteiligten Instituten aufgebaut werden. Die Pilotanlage soll über sehr flexible Einstellung der Prozessparameter wie z.B. über aktive Heiz- und Kühlmöglichkeiten verfügen, um das Evaluieren optimaler Prozessparameter zu ermöglichen. Im Laufe der Testreihen an der Pilotanlage soll das Verständnis für die physikalischen Abläufe im Silizium-Halbleiter unter extremer Hochinjektion vertieft werden. Im nächsten Schritt wird eine ganzheitliche Betrachtung gesamter Fertigungskette stattfinden, um die Wechselwirkung zwischen Regenerationsprozess und relevanten Parametern des Gesamtprozesses herauszufinden und als Basis für ein Modellierungsmodell zu nutzen. - Entwicklung Anlagenkonzept - Aufbau der Anlage / Integration der Technologiekomponente - Aufbau der Pilotanlage am Fraunhofer ISE - Optimierung der Anlage - Bereitstellung von Solarzellen / Proben für die Prozessentwicklung - Prozessübertrag auf Pilotanlage.
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.
Das Projekt "Teilvorhaben: Industrienahe Deaktivierung des Bor-Sauerstoff-Komplexes in Silizium-Wafern und Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Solarenergieforschung GmbH durchgeführt. Das Phänomen der lichtinduzierten Degradation (LID) von Solarzellen aus Bor-dotiertem Czochralski-Silizium (Cz-Si) wird seit vielen Jahren untersucht. So konnte am ISFH erstmals nachgewiesen werden, dass Bor-Sauerstoff-korrelierte (BO) Defekte für die LID von Cz-Si Material verantwortlich sind. Eine vollständige Regeneration der Cz-Si Degradation ist durch Temperung bei gleichzeitiger Beleuchtung möglich. Die bislang zur Regeneration durchgeführten Untersuchungen wurden dabei größtenteils an Lebensdauer-Teststrukturen vorgenommen und in geringerem Maße auch an PERC-Solarzellen. An einer direkten Überführung der permanenten Deaktivierung in einen industriellen Solarzellenprozess wurde bislang jedoch nicht gearbeitet. Diese Lücke soll in diesem Projekt geschlossen werden. Hauptziel dieses Vorhabens ist es daher, ein industrienah einsetzbares Verfahren zur permanenten Deaktivierung des BO-Komplexes zu testen und die Grenzen und Anwendungsmöglichkeiten zu benennen.
Das Projekt "Neue Technologien fuer hocheffiziente Siliciumsolarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Das vorliegende Projekt hat die Entwicklung von Solarzellen aus einkristallinem Silicium mit hohen Wirkungsgraden zum Gegenstand. Ziel des Vorhabens ist die Erarbeitung von Technologien, die kostenguenstig sind, die uebertragbar sind auf eine Fertigung im Pilotmassstab und die ein Wirkungsgradpotential von 20 Prozent und darueber haben. Das Projekt ist in vier Aufgaben gegliedert: - Die im ISE entwickelte LBSF-Technologie fuer hoechste Wirkungsgrade soll systematisch vereinfacht werden, so dass am Ende nur zwei Photomaskenschritte notwendig sind. Dennoch soll das Wirkungsgradziel fuer FZ-Silicium bei ueber 20 Prozent liegen. Die Zellgroesse wird an die Erfordernisse der industriellen Fertigung (ca. 50 cm2) angepasst. - Die Ergebnisse dieser Entwicklung werden auf Cz-Silicium uebertragen. Der Zielwirkungsgrad soll ebenfalls bei 20 Prozent liegen. Das Problem der Volumenlebensdauerdegradation wird umfassend untersucht und darauf aufbauend technologische Loesungsvorschlaege erarbeitet. Zwei neue Designvorschlaege fuer Hochleistungssolarzellen werden erarbeitet und zugehoerige Technologieschritte erprobt: - Eine Vorderseiten-'Gitter-Emitter'-Solarzelle, - eine Rueckseiten-Emitter-Solarzelle mit gedruckten Kontakten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Beschleunigung der Regenerationskinetik und Modellbildung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Fachbereich für Physik durchgeführt. Die Regeneration lichtinduzierter Degradationseffekte in Solarzellen aus p-dotiertem mono-kristallinem Czochralski (Cz) und multikristallinem (mc) Silizium wird eine Schlüsseltechnologie für die Herstellung hocheffizienter Solarzellen mit passivierter Rückseite (PERC) werden. Im Projekt 'UFO' soll das Potential der Laser-Regeneration für Cz- und mc-Silizium-Solarzellen untersucht werden und basierend auf dieser Technologie eine Pilotanlage entwickelt, aufgebaut und getestet werden. Folgende Ziele werden mit dem Projekt angestrebt: 1. Aufbau einer industrienahen Pilotanlage für einen Laser-basierten Regenerationsprozess mit industrienaher Taktung durch einen Anlagenbauer in Zusammenarbeit mit den beteiligten Instituten. Neben einer flexiblen Beleuchtung soll die Pilotanlage über aktive Heiz- und Kühlmöglichkeiten verfügen. 2. Entwicklung eines besseren Kenntnisstandes zu den physikalischen Abläufen im Silizium-Halbleiter unter extremer Hochinjektion. 3. Optimierung des Regenerationsprozesses und Einfahren des Prozesses auf der Pilotanlage. 4. Weiterentwicklung des bestehenden Modells zur Regenerationskinetik von BO-Komplexen auf sehr kleinen Zeitskalen. 5. Weiterentwicklung des Modells zur Wechselwirkung zwischen Regenerationsprozess und relevanten Parametern des Gesamtprozesses. 6. Entwicklung eines möglichst effizienten Regenerationsprozesses für den mc-Degradationseffekt. Das Verbundprojekt besteht aus sieben Arbeitspaketen (AP), wobei die Universität Konstanz innerhalb dieses Teilprojekts in enger Absprache mit den Verbundpartnern an 5 APs mitarbeiten wird. Der Fokus der Arbeiten der Universität Konstanz liegt dabei auf den APs 4-6, die die Aufklärung der Wechselwirkungen zwischen Regeneration und Schritten im Solarzellenprozess (AP 4), die Analytik und Modellbildung (AP 5) sowie die Regeneration für mc-Si (AP 6) zum Ziel haben.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines Ultra Fast Regenerationsprozesses für Cz- und mc-Siliziumsolarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Im Projekt 'UFO' soll das Potential der Laserregeneration für kristalline und multikristalline Silizium-Solarzellen untersucht werden. Der bereits am Fraunhofer ISE entwickelte 'Ultra Fast Regeneration' (UFR)-Prozess soll weiter verbessert und basierend auf dieser Technologie eine Pilotanlage entwickelt, aufgebaut und getestet werden. AP 0: Projektleitung AP 1: Entwicklung und Aufbau Pilotanlage für Regenerationsprozess AP 2: Aufbau und Erweiterung von Labor-Testständen AP 3: Entwicklung Regenerationsprozess für Cz-Si (Czochralski Silizium) AP 4: Wechselwirkung zwischen Regeneration und Prozessschritten in der Herstellung für Cz-Si Solarzellen AP 5: Analytik und Modellbildung für Cz-Si AP 6: Entwicklung und Evaluation eines Regenerationsprozesses für mc-Si.
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