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Pufferschichten durch ILGAR Bandbeschichtung für Cu (In, Ga) (S. Se ) 2 Solarzellen

Das Projekt "Pufferschichten durch ILGAR Bandbeschichtung für Cu (In, Ga) (S. Se ) 2 Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH durchgeführt. Es wurde eine low-cost Roll-to-roll- / in-line Pufferschicht -Abscheidung für Dünnschichtsolarzellen mit der Spray-ILGAR Methode entwickelt. Ergebnisse: Detaillierte Erforschung des Reaktionsmechanismus mittels Massenspektrometer, Steuerung der Zusammensetzung und Effekt auf die PV Performance als Grundlage für zertifizierten Effizienz-Weltrekord für In2S3 gepufferte Zellen (16,1%). Neue ILGAR Methode für nanodot Filme. ZnS nanodots als Passivierungspuffer in Kombination mit In2S3 Deckschichten (Punktkontaktpuffer) ergeben bis 1% höhere Effizienz als In2S3 allein. Beste Wirkungsgrade: Zellen16.4% (nach dem Projekt 16.8%), Module (30x30 cm2) 13.7% (ILGAR in-line, 10mm/s), gleichwertig mit CdS-Referenzen, ebenso wie in der CIS-Solartechnik Pilotline für CIGSe Solarzellen auf Stahlband.

Duennfilm-Gassolarzellen auf der Grundlage von Cu(Ga,In)Se2-Chalkopyrit-Halbleitern

Das Projekt "Duennfilm-Gassolarzellen auf der Grundlage von Cu(Ga,In)Se2-Chalkopyrit-Halbleitern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Physikalische Elektronik durchgeführt. Objective: The project aims to realize efficient thin film solar cells with chalcopyrite semiconductors as absorber material. Either single junction devices with optimized bangap or tandem systems are developed. The work is performed in collaboration with the Universities of Parma (Prof. Romeo), Montpellier (Prof. Savelli), Newcastle Polytechnique (Prof. Hill), and ENSC de Paris (Dr. Vedel). General Information: Cu(Ga,In)Se2 thin films are deposited by simultaneous vacuum evaporation of the single elements from special sources. Films with compositions y in the whole range of the quaternary system cugay In1-Y Se2 have been investigated. The optical bandgap varies nearly linearly with composition from 1.04 to 1.68 ev. Only p-type conductivity strongly dependent on the Cu/Ga + in ratio have been observed. Heterojunctions have been fabricated by evaporating Ga-doped (Zn, Cd)S or ZNO films onto the absorber layer. Solar cell efficiencies of cells with compositions Y =0, 0.5, 1 are 8.4, 2.7, 5.8 per cent. First results on films fabricated by selenization of metal films have demonstrated the feasibility of this possibly low-cost method.

Large-area Organic and Hybrid Solar Cells (LARGECELLS)

Das Projekt "Large-area Organic and Hybrid Solar Cells (LARGECELLS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl Makromolekulare Chemie I durchgeführt. Objective: The task of developing large-area, thin film solar cells based on polymers as well as solid-state organic-inorganic (hybrid) systems will be undertaken. The required novel materials (charge transport polymers, semiconductor surfactants/compatibilizers and inorganic nanoparticles) will be synthesized and the compounds with the most potential will be scaled-up for the purpose of modern fabrication methods such as roll-to roll (R2R) processing. Additionally, the efficient devices will be tested and analyzed in out-door conditions in India and under accelerated ageing conditions in Israel to understand the degradation mechanism. Finally the basic information from stability studies will be used to design novel materials suitable for highly efficient devices of long-term stability. The programme is intensively intertwined with an Indian consortium, especially in the fields of novel materials, out-door testing, transfer and exchange of knowledge and methods.

Ultra thin solar cells for module assembly -tough and efficient (ULTIMATE)

Das Projekt "Ultra thin solar cells for module assembly -tough and efficient (ULTIMATE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. The overall objective of the current project is to make a significant contribution to the dissemination of PV in order to improve the sustainability of the European energy supply, to reduce environmental hazards such as global warming and to strengthen the economical situation of the European PV industry. The main project objective is the demonstration of PV modules using solar cells which are substantially thinner than today s common practice. We will reduce the current solar cell thickness from typically 200-250 mym down to 100 mym. Assuming a projected kerf loss of 120 mym for 2010, this will enable more than 50Prozent additional wafers to be cut from each silicon ingot. Additionally, by using advanced solar cell device structures and module interconnection technology, we target to increase the average efficiency for these thin cells up to 19Prozent for mono-crystalline and 17.2Prozent for multi-crystalline silicon and to reach a module-to-cell efficiency ratio above 90Prozent. The processing and handling of wafers and cells will be adapted in order to maintain standard processing yields. Including scaling aspects, this corresponds to a module cost reduction of approximately 30Prozent until 2011 and 1.0 /Wp extrapolated until 2016. Furthermore Si demand can be reduced from 10 to 6 g/Wp providing a significant effect on the eco-impact of PV power generation. The partners of this project form an outstanding consortium to reach the project goals, including two leading European R&D institutes as well as five companies with recorded and published expertise in the field of thin solar cells. The project is structured in 5 work packages covering the process chain from wafer to module as well as integral eco-assessment and management tasks. The expected impact of the project is a PV energy cost reduction of approximately 30Prozent, a significant reduction of greenhouse gas emissions and an improved competitiveness of the European solar cell, module and equipment manufacturers.

Teilprojekt: Optimierung von TCO-Schichten aus ZnO:B hergestellt durch den LPCVD-Prozess

Das Projekt "Teilprojekt: Optimierung von TCO-Schichten aus ZnO:B hergestellt durch den LPCVD-Prozess" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Malibu GmbH & Co. KG, Bereich Forschung und Entwicklung durchgeführt. Das Projekt 'Lichtmanagement für industriell gefertigte Silizium-Dünnschichtsolarmodule' unter Koordination des Forschungszentrums Jülich wollte die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit von Dünnschichtmodulen erhöhen und gleichzeitig die Herstellungskosten senken. Wichtig für die Leistung dieser Solarmodule ist die optimale Ausnutzung des einfallenden Lichtes. Auf dieses Lichtmanagement kann etwa ein Drittel der Modulleistung zurückgeführt werden. Das Lichtmanagement erfolgt durch die Kombination von lichtstreuenden Strukturen und hochreflektierenden Kontakten. Im Rahmen des Verbundvorhabens LIMA beschäftigten sich vier Forschungsinstitute und sechs Industrieunternehmen mit der Optimierung vorhandener und neuer Konzepte zum Lichtmanagement sowie kostengünstigeren Herstellungsverfahren.

Teil A: Tri-Silizium Kristalle

Das Projekt "Teil A: Tri-Silizium Kristalle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Shell Solar Deutschland durchgeführt.

PV-IR-EL Qualitätskontrolle von CIS Modulen mittels EL- und IR Messtechnik

Das Projekt "PV-IR-EL Qualitätskontrolle von CIS Modulen mittels EL- und IR Messtechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Manz CIGS Technology GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, Defekte an Photovoltaik(PV)-Dünnschichtmodulen mit schnellen, bildgebenden Verfahren wie der Messung der Infrarot(IR)-Strahlung und der Elektrolumineszenz (EL) zu analysieren. Diese analytischen Methoden erlauben die ortsaufgelöste Darstellung der Störstellen. Die experimentellen und theoretischen Untersuchungen des Bayerischen Zentrums für Angewandte Energieforschung e. V. (ZAE Bayern) und des Forschungszentrums Jülich zeigen, dass ein Zusammenhang zwischen IR- beziehungsweise EL-Signal und Modulkenngrößen besteht. Die Ergebnisse helfen die Herstellungsprozesse und ihre Effizienz zu optimieren und so das Potenzial der Kupfer-Indium-Selen(CIS)-Technologie auszuschöpfen. Bei erfolgreicher Bewertung der Messmethoden ist ihre Integration in die Qualitätskontrolle von CIS-Modulen geplant.

Chemische Gradienten in Cu(In,Ga)(Se,S)2: Insitu-Diagnostik

Das Projekt "Chemische Gradienten in Cu(In,Ga)(Se,S)2: Insitu-Diagnostik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH durchgeführt. Der vorliegende Antrag des HZB ist Teil des Verbundprojektes GRACIS. (1) Das Gesamtziel des GRACIS Projektes ist im Dachantrag beschrieben. Die wissenschaftlichen und technischen Ziele des HZB Teilantrages lauten (a) Aufklärung der physikochemischen Teilschritte bei der Herstellung von CIS mittels sequentieller Prozesse. Hierzu werden erstmals in-situ Röntgenbeugungsuntersuchungen am 3-Stufenprozess für höchste Wirkungsgrade durchgeführt. (b) Ermittlung der Grenzen des sequentiellen CIS Wachstums bezüglich Wachstumsgeschwindigkeit. Durch Variation der Temperaturrampen und Haltephasen beim Abbau chemischer Gradienten (Chalkogenisierung) und Untersuchung der damit generierten Solarzellen soll der Zusammenhang zwischen Wachstumsgeschwindigkeit und Solarzellenparametern bzw. Defektdichten bestimmt werden und Wachstumspfade für die schnellste CIS Herstellung abgeleitet werden. Die ermittelten Zeitkonstanten sequentieller CIS Bildung sollen mit Grundlagenuntersuchungen, Simulationen und Modellen der Partner verglichen werden. Aus dem Vergleich sollen Handlungsanweisungen für neuartige Wachstumsverfahren abgeleitet werden. (c) Herstellung von Referenzabsorbern für die Projektpartner. Das Ziel besteht darin, durch geeignete Wahl der Prozessbedingungen und Teilschichten (Puffer) der Solarzelle, geeignete Bauelemente für die Analyse bereitzustellen. (d) Mithilfe der Modellbildung soll der Einfluss von lateralen Gradienten der elektronischen Eigenschaften der Zelle bewertet werden. (2) Die Arbeitsplanung sieht eine parallele Bearbeitung der Einzelaufgaben vor. Hierbei spielt eine zeitnahe Koordination mit den Partners eine herausragende Rolle.

Teilvorhaben: Rohrtargets für die Übergangsschicht zwischen Bottom- und Topzelle

Das Projekt "Teilvorhaben: Rohrtargets für die Übergangsschicht zwischen Bottom- und Topzelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GfE Fremat GmbH durchgeführt. Für den Lochleiter von Perowskit-basierten Solarzellen ist Nickeloxid eine vielversprechende Dünnschicht. Um diesen Prozess für die Zukunft großflächentauglich zu machen, ist der Einsatz von elektrisch leitfähigen Rohrtargets für diese Schicht ein wesentliches Ziel des Projektes. Dabei müssen u.a. die Verunreinigungen des Targetwerkstoffes den Erfordernissen der Solarzelle angepasst werden, damit es nicht zu effizienzreduzierender Diffusion in die Solarelle kommen kann. In einem zweiten Schwerpunkt soll Zinkoxid als Alternative zum Indium-Zinnoxid (ITO) betrachtet werden. Indiumoxid als die Hauptkomponente des ITO's ist zum einen sehr teuer und zum anderen begrenzt verfügbar. Im Vergleich dazu ist Zinkoxid ein sehr preiswerter und gut verfügbarer Rohstoff. Um die ZnO-Rohrtragets bei der Fertigung der geplanten Tandemzelle einsetzen zu können, werden grundlegende Untersuchungen zur Verbesserung der Wärmeableitung durch die Bondung durchgeführt.

20 percent efficiency on less than 100 mym thick industrially feasible c-Si solar cells (20PLUS)

Das Projekt "20 percent efficiency on less than 100 mym thick industrially feasible c-Si solar cells (20PLUS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Fachbereich für Physik durchgeführt. Objective: The overall objective of the current project is a significant contribution to the dissemination of PV in order to improve the sustainability of the European energy supply and to strengthen the situation of the European PV industry. The approach to reach this overall objective is the development of solar cells which are substantially thinner than toda In more detail the following topics are addressed: Wafering from Si ingots, surface passivation, light trapping, solar cell and module processing and handling of the thin wafers The partners of this project form an outstanding consortium to reach the project goals, including four leading European R&D institutes as well as four companies with recorded and published expertise in the field of thin solar cells and modules and handling of such. The project is structured in 10 work packages covering the process chain from wafer to module and the transfer into pilot production already at mid term as well as integral eco-assessment and management tasks.

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