Das Projekt "NextStep - Zuverlässige 23% Solarzellen mit kostengünstigen, marktnahen Zellprozessen und SmartWire-Zellverschaltung, Teilvorhaben: Anlagen und Technologieentwicklung für Hocheffizienzzellen und SmartWire Zellverschaltung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Meyer Burger (Germany) GmbH.Ziel des Forschungsvorhabens NEXTSTEP ist es, kristalline Silizium-Solarzellen mit passiviertem Emitter und passivierter Rückseite (PERC), die gegenwärtig in den Massenmarkt integriert werden, in ihrer Effizienz bei Verwendung von für die Massenproduktion nutzbaren Prozessen bis zu 23% zu steigern. Wege dazu sind die busbarlose Zellkontaktierung (SmartWire-Technologie) zur Verringerung der Reflexions- und Rekombinationsverluste der Zellvorderseite, der Umstieg auf eine bifaziale PERC Zelle (PERC+) und neue Prozesse zur Rückseiten-Passivierung und -Textur zur Effizienzsteigerung und damit verbundener Reduzierung der Stromgestehungskosten. Detallierte Materialanalysen charakterisieren Wachstumsmechanismen und optimieren Abscheideprozesse. Untersuchungen zur UV Stabilität der Passivierung und zur Kompatibilität mit der SMARTWire-Technologie optimieren die Lebensdauer der PV Anlagen. Alternative Zellstrukturen wie Zellen mit passivierten Kontakten werden ebenfalls untersucht, da sie ein sehr hohes Wirkungsgradpotential aufweisen. Jedoch erfordern sie auch den höchsten Aufwand bei der Integration in vorhandene Produktionslinien.
Das Projekt "NextStep - Zuverlässige 23% Solarzellen mit kostengünstigen, marktnahen Zellprozessen und SmartWire-Zellverschaltung, Teilvorhaben: 23% PERC+ und POLO-Zellen für zuverlässige SmartWire-Module mit Solarzellprozess-basierten Bypassdioden" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Institut für Solarenergieforschung GmbH.Dieses Projekt hat die Entwicklung von Prozessen zur industriellen Fertigung von Solarzellen mit einem Wirkungsgrad größer 23% und deren Einsatz in Modulen mit SmartWire Verbindungstechnik zur Aufgabe. Insbesondere wird die Metallisierung von PERC Solarzellen auf der Zellvorder- und Rückseite für den Einsatz in SmarWire Modulen weiterentwickelt. Der Umstieg auf die SmartWire Verbindungstechnik reduziert den Metallisierungsgrad der Zellen, was sowohl zu einer Reduktion der Ladungsträgerrekombination an der Zellvorderseite als auch zu einer verbesserten Lichteinkopplung führt. Zusätzlich werden die Zellherstellungskosten durch Umstieg auf eine bifaziale PERC Zelle (PERC+) reduziert und der Rückseitenwirkungsgrad durch neue Prozesse zur Rückseitenpassivierung und der Rückseitentextur weiter gesteigert. Zellbedingte Zuverlässigkeitsaspekte, wie z.B. UV Stabilität der Passivierung und Kompatibilität mit der SmartWire-Technologie, werden mitevaluiert. Um die Modulkosten weiter zu senken, werden Zellprozesse zur Herstellung von Bypassdioden im Modul untersucht. Da nicht absehbar ist, ob diese oder alternative Zellstrukturen wie Zellen mit passivierten Kontakten wie z.B. die Polysilizium-Passivierung (POLO) günstiger für den nächsten Zellevolutionsschritt geeignet sind, werden am ISFH auch passivierte Kontakte untersucht. Solarzellen mit passivierten Kontakten haben ein sehr hohes Wirkungsgradpotential, erfordern aber auch den höchsten Aufwand bei der Integration in vorhandene Produktionslinien.
Das Projekt "Laserbasiertes Eintreiben von Dotanden in Si aus as-deposited Silikatgläsern zur Erzeugung von rekombinationsarmen selektiv hochdotierten Bereichen, Teilvorhaben: Optimierung von APCVD-Schichten zur selektiven Laserdotierung von PERL-Solarzellen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Gebr. Schmid GmbH.Das Vorhaben hat zum Ziel, Bor- und Phosphor dotierte Glasschichten, die mit unterschiedlichen chemical vapour deposition (CVD) - Technologien abgeschieden worden sind, als Dotierquellen für eine Laserdotierung zu nutzen, bevor der thermische Eintreibeschritt appliziert wird. Diese Prozessabfolge soll dazu genutzt werden, kostengünstige Hochleistungssolarzellen der PERL-Bauart zu entwickeln, die einen wirtschaftlich tragfähigen Herstellungsprozess haben.
Das Projekt "Hocheffiziente und kostengünstige PERx-Solarzellen als Wegbereiter für eine wirtschaftliche Umsetzung speicherunterstützter PV-Systeme (HELENE), Teilvorhaben: Industrieller PassDop Prozess für hocheffiziente und kostengünstige p-Typ PERL Solarzellen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme.Das industriegeführte Verbundvorhaben verfolgt auf Basis industrierelevanter Produkt- und Prozesstechnologien das Ziel, den Wirkungsgrad mono-/multikristalliner Solarzellen von derzeit 19,5 beziehungsweise 17,3 Prozent auf 22,5 beziehungsweise 19,5 Prozent zu erhöhen. Um diese Wirkungsgrade zu erzielen, sollen mittels der PERC-Technologie (Passivated Emitter and Rear Cell) Solarzellen entwickelt und industriell umgesetzt werden, die die etablierte Al-BSF-Technologie (Aluminium Back-Surface-Field) ersetzen soll. Die zur Solarzellenfertigung notwendigen Produktionstechnologien, Materialsysteme, Prozesse und Prozesssequenzen werden im Zuge des Projektes entwickelt und auf der Entwicklungsplattform des Verbundkoordinators zusammengeführt.
Das Projekt "Hocheffiziente und kostengünstige PERx-Solarzellen als Wegbereiter für eine wirtschaftliche Umsetzung speicherunterstützter PV-Systeme (HELENE), Teilvorhaben: Innovative Anlagentechnik für grundlegende Untersuchungen zur Rückseiten-, Emitter- und Volumen-Passivierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: centrotherm photovoltaics AG.Das industriegeführte Verbundvorhaben verfolgt auf Basis industrierelevanter Produkt- und Prozesstechnologien das Ziel, den Wirkungsgrad mono-/multikristalliner Solarzellen von derzeit 19,5 beziehungsweise 17,3 Prozent auf 22,5 beziehungsweise 19,5 Prozent zu erhöhen. Um diese Wirkungsgrade zu erzielen, sollen mittels der PERC-Technologie (Passivated Emitter and Rear Cell) Solarzellen entwickelt und industriell umgesetzt werden, die die etablierte Al-BSF-Technologie (Aluminium Back-Surface-Field) ersetzen soll. Die zur Solarzellenfertigung notwendigen Produktionstechnologien, Materialsysteme, Prozesse und Prozesssequenzen werden im Zuge des Projektes entwickelt und auf der Entwicklungsplattform des Verbundkoordinators zusammengeführt.
Das Projekt "Hocheffiziente und kostengünstige PERx-Solarzellen als Wegbereiter für eine wirtschaftliche Umsetzung speicherunterstützter PV-Systeme (HELENE), Teilvorhaben: Drucktechnologie-spezifische Pasten zur lokalen Kontaktierung von Hocheffizienz-Emittern und PERx-Zellrückseiten" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG.Entwicklung einer selektiv kontaktierenden Paste, die mittels Schablonen- und Extrusionsdruck aufgebracht werden kann. Die Arbeitsplanung umfasst die Hauptpunkte 'Materialentwicklung, Technologieentwicklung und den Transfer ins industrielle Umfeld'. Durch die systematische Auswahl und Charakterisierung von Kontaktsystemen soll eine selektive Kontaktbildung erreicht werden, welche die Rekombinationsverluste auf der Solarzellenvorderseite reduziert. Durch die gezielte Auswahl an Dispergiermitteln und oberflächenaktivierenden Netzmittel sollen die Pasten sowohl für den Sieb- bzw. Schablonendruck als auch für den Extrusionsdruck geeignet sein.
Das Projekt "Hocheffiziente und kostengünstige PERx-Solarzellen als Wegbereiter für eine wirtschaftliche Umsetzung speicherunterstützter PV-Systeme (HELENE), Teilvorhaben: Neuartige Methode zur H-Passivierung und rekombinationsarme innovative Emitter" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Konstanz, Fachbereich für Physik.Ziele des vorliegenden Teilvorhabens der Universität Konstanz sind grundlegendeUntersuchungen zum Dotieren von Si sowie zur dielektrischen Passivierung von dotierten Si-Scheiben und zum Wasserstoffpassivieren, die zu einer verbesserten Solarzellenvorderseiteund einer erweiterten Nutzung der dielektrischen Schichten verhelfen sollen. Dies umfasstUntersuchungen zur Phosphoremitterbildung, zur Erhöhung der Konzentration andotierenden P-Atomen durch Laserstrahlung, die Kontaktbildung zwischen Metall unddotiertem, rekombinationsarmen Silizium und die Untersuchung der Wechselwirkungzwischen der dotierten Siliziumoberfläche mit unterschiedlichen dielektrischen Materialien.Die zu untersuchenden dielektrischen Schichten und Schichtstapel können als Wasserstoffquelledienen. Der Wasserstoff kann in Abhängigkeit von seinem eigenen Ladungszustandmit vor allem geladenen Defekten in z. B. multikristallinem Silizium Bindungen eingehen. Indiesem Vorhaben soll untersucht werden, inwiefern der Ladungszustand von Wasserstoffverändert werden kann und ob dies Einfluss auf die Bindung des Wasserstoffs an Defekte imSiliziumkristall hat.
Das Projekt "HighPERC - Hocheffiziente PERC Solarzellen mit produktionstauglicher Zellrückseite, Teilvorhaben LPKF SolarQuipment GmbH: Systeme und Prozess für die Laserkontaktöffnung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: LPKF SolarQuipment GmbH.Das Teilvorhaben der LPKF SolarQuipment GmbH umfasst die Weiterentwicklung und Optimierung der Prozesse zur Laserkontaktöffnung mit dem Ziel der Optimierung der Rückseitenkontakte sowie die dazugehörige Untersuchung und Optimierung von Maschinenkomponenten sowie deren Integration zu einem Testsystem, an dem die Machbarkeit des produktionstauglichen PERC-Prozesses (Passivated Emitter Rear Cell) bei einem industrierelevanten Durchsatz nachgewiesen werden kann. Abschließend werden Prozess und Testsystem in den PERC-Prozess integriert und dessen Wirtschaftlichkeit untersucht und nachgewiesen. Das LPKF Teilvorhaben gliedert sich in die 3 Arbeitspakete (AP) AP2, AP3 und AP6. In AP2 wird zunächst eine Referenzlaserstrahlquelle und eine Referenzstruktur basierend auf den Untersuchungen am ISHF definiert. Im weiteren werden neue, am Markt verfügbare Laserstrahlquellen hinsichtlich ihrer Eignung für den Prozess geprüft, an der Referenzstruktur getestet und verglichen. In AP3 wird zunächst ein Anforderungsprofil für ein Testsystem unter Berücksichtigung prozess- und industrierelevanter Kriterien auf Basis einer Marktanalyse definiert. Anschließend werden erforderliche Kernkomponenten hinsichtlich ihrer Eignung untersucht, ausgewählt und in ein Testsystem integriert. An diesem Testsystem werden die weitere Prozessentwicklung und -optimierung durchgeführt. In AP6 werden alle neu entwickelten Teilprozesse aus den Arbeitspaketen 1 - 5 auf einen produktionstauglichen PERC-Prozess mit Wirkungsgraden über 21,5% übertragen, dessen Wirtschaftlichkeit überprüft und verifiziert.
Das Projekt "HighPERC - Hocheffiziente PERC Solarzellen mit produktionstauglicher Zellrückseite, Teilvorhaben SINGULUS: Verbesserte nasschemische Politur- und Reinigungsprozesse sowie Beschichtungsprozesse zur Passivierung der Zellrückseite" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Singulus Technologies AG.Im HighPERC Projekt wird ein neuer, verbesserter, industrietauglicher Prozess zur Herstellung hocheffizienter PERC Silizium Solarzellen mit Wirkungsgraden größer 21,5% entwickelt. Die beteiligten Anlagenbauer SINGULUS, LPKF und DEK entwickeln dabei mit Unterstützung des ISFH die neuen Einzelprozesse, z.B. nasschemische Verfahren, Plasmabeschichtung, Laser- und Druckprozesse. Im von SINGULUS bearbeiteten Teilvorhaben werden produktionstaugliche Prozesse zur chemischen Vorbehandlung der Zellrückseite und die Abscheidung von AlOx/SiNy-Passivier-Schichtsystemen weiterentwickelt und in Kombination optimiert. Dies geschieht in Abhängigkeit des verwendeten Siliziummaterials und in Wechselwirkung mit den weiteren im Verbundprojekt erarbeiteten Einzelprozessen. Durch die Integration aller Einzelprozesse soll ein industrietauglicher Gesamtprozess zur Herstellung von hocheffizienten PERC-Solarzellen mit Wirkungsgraden größer 21,5% bzw. 19,0% auf Basis von mono- bzw. multikristallinen Wafern entwickelt werden. Das HighPERC Projekt gliedert sich in sechs technische Arbeitspakete. Die Arbeiten im von SINGULUS durchzuführenden Teilvorhaben 'Einseitenpolitur und ICP AlOx/SiNy Rückseitenpassivierung' fallen unter Leitung von SINGULUS in den Arbeitspaketen 'Projektleitung', 'Einseitenpolitur und Rückseitenpassivierung' und 'PERC Produktionsprozess' an. Unter Verwendung der vorhandenen Anlagen SINGULAR zur ICP PECVD-Abscheidung von AlOx/SiNy-Passivierschichten und LINEA für einseitige, nasschemische Ätzverfahren sollen in diesem Teilvorhaben zusammen mit den Kooperationspartnern folgende Ziele erreicht werden: - LINEA Politur erreicht Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeiten S kleiner als 10 cm/s mit Referenz-Passivierung - ICP PECVD AlOx/SiNy-Schichten erreichen S kleiner als 10 cm/s auf Referenzsubstrat - ICP-Passivierung auf LINEA Politur erreicht S kleiner als 10 cm/s - PERC Zellen (Produktionsprozess) erreichen Wirkungsgrade über 21,5 % (mono) und 19,0 % (multi).
Das Projekt "SIMPLEX: Hocheffiziente Vakuumbeschichtungen von passivierenden Schichtsystemen auf c-Si Solarzellen, Teilprojekt: Simulation, Experiment, Charakterisierung, Kostenrechnung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Plasmetrex GmbH.Verfahren zur weiteren Senkung der Herstellkosten kristalliner Siliciumsolarzellen zu entwickeln, ist der Schlüssel zum Erfolg für deutsche Unternehmen auf dem Gebiet der Photovoltaik. Dazu ist der Übergang zu neuen höhereffizienten Solarzellentechnologien wie PERC wesentlich. Die Beschichtung mit hochpassivierenden kostengünstigen Schichtsystemen spielt hier als Rückseitenpassivierung eine wichtige Rolle. Zur Erreichung der Ziele werden in SIMPLEX in-situ-Charakterisierungsverfahren eingesetzt und weiterentwickelt. Sowohl elektrische (SEERS), chemische (OES) als auch optische Methoden (Ellipsometrie) zur Analyse der entwickelten Plasmen und Schichten werden genutzt. Zur Einbindung in einen industriellen Beschichtungsprozess werden die SEERS- und OES-Methoden so weiterentwickelt, dass Regelgrößen für einen Regelkreis zur Prozessstabilisierung bereitgestellt werden und eine Prozessdatenbankanbindung über Standardschnittstellen ermöglicht wird. Zielgerichtet eingesetzte, vielfältige ex-situ-Charakterisierungsverfahren ermöglichen die detaillierte Analyse der Prozessergebnisse.
