Das Projekt "ForschungsprämieZwei: Machbarkeitsstudie zur Verbesserung der rückseitigen Metallisierung von Silizium-Solarzellen: Patentrecherche, Erstellung von Mustern und Veröffentlichung von Ergebnissen auf der 24. European Photovoltaic Solar Energy Conference" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von International Solar Energy Research Center Konstanz e.V. durchgeführt. Der etablierte Si-Solarzellenprozess beinhaltet die rückseitige fast ganzflächige Metallisierung mittels einer Alu-Paste, die mit Siebdrucktechnologie aufgebracht und anschließend thermisch gesintert wird. Das Al legiert dabei in das Si 8my m tief ein und erzeugt ein Dotierprofil, das 'Back Surface Field' - BSF, das sich günstig für das Einfangen von Ladungsträgern auswirkt. Um jedoch einen elektrischen Kontakt an die Solarzelle anlöten zu können, werden zwei schmale Bereiche, die etwa 10 Prozent der Fläche ausmachen, mit Silberpaste metallisiert. Hier im Bereich der Ag-Kontakte entsteht kein BSF, die Solarzelle erleidet einen Verlust im Wirkungsgrad von 1 Prozent relativ. Um den Verlust zu vermeiden soll im vorliegenden Vorhaben die ganze Fläche mit Al versehen werden. Nach Bildung des ganzflächigen BSFs durch den Sinterprozess soll das Al lokal mechanisch in entsprechend schmalen Regionen regelrecht abgebürstet werden, um anschließend das Aufbringen der Ag-Streifen zu ermöglichen. Dies ist eine Herausforderung, die so bisher technologisch nicht möglich war. Unsere Ergebnisse aus den abgelaufenen Industrieprojekten belegen jedoch experimentell und physikalisch, dass der beschriebene Verlust im Wirkungsgrad durch das Verfahren verhindert werden kann. Für diesen Prozessabschnitt (BSF Bildung unter der Ag-Metallisierung) soll eine Machbarkeitsstudie durchgeführt werden, die die Erstellung von Mustern, eine Patentrecherche und eine Berechnung der Kostenvorteile bei der Produktion beinhaltet. Konferenzteilnahme: 24. European Solar Energy Conference, Hamburg
Das Projekt "Teilvorhaben: Erarbeitung optimierter Druckschablonen in Bezug auf Layoutrealisierung und Auslöseverhalten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hans Frintrup GmbH durchgeführt. Vorhabenziel: Ziel des Projektes ist die Weiterentwicklung der Siebdrucktechnologie zur Umsetzung von Microfinelineprint Kontaktfingerdruck. Im Rahmen des Projektes wird die Verschattung der Vorderseite durch Entwicklungen neuer Sieb- und Schablonentechnologien mit Fingerbreiten kleiner als 25Mikro m reduziert. Dabei wird eine Gewebeverfeinerung bis hinab auf 14Mikro m Fadenstärke vorgenommen und zusätzlich neue Schablonen mit Microlochung zum Einsatz gebracht. Im Zuge dessen werden neue Belichtungsverfahren eingesetzt. Parallel dazu findet eine Kontaktpastenentwicklung mit Fokus auf die Partikelgröße und Rheologie für den Druckprozess mit 25Mikro m Auflösung statt. Die Kombination beider Entwicklungen wird den Pastenverbrauch auf 50mg pro Zelle senken ohne dabei die Serienwiderstandsverluste zu erhöhen. Dabei wird auf mc Silizium Zellen eine Erhöhung des Wirkungsgrades auf größer als 20% erreicht. 2. Arbeitsplanung: In parallelen Arbeitspaketgruppen wird das bestehende Vorhabenziel einer Weiterentwicklung der Siebdrucktechnologie vorangetrieben. Ein abschließendes Arbeitspaket sichert die Kompatibilität der Entwicklungen von Sieb- und Schablonentechnologie und Pastenentwicklung und arbeitet auf die Integration der erarbeiteten Lösungen in einem Qualitätssolarmodul hin. Darüber hinaus erfolgt eine Bewertung und Kostenoptimierung sowie eine Untersuchung der Langzeitstabilität.
Das Projekt "Teilvorhaben: CMOS- Fertigungstechnologien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Thieme GmbH & Co. KG durchgeführt. 'Bei dem Teilprojekt my -Sieb werden unterschiedliche Problemstellungen aus dem Bereich der Fertigung aufgegriffen. Dabei werden insbesondere Ansätze zur Erweiterung bestehender Siebdrucktechnologien hin zu miniaturisierten Anwendungen betrieben. Die sich daraus ergebenden Problemstellungen und auch die prinzipiellen Lösungswege können beispielhaft für die Übertragung etablierter Technologien hin zu mikrotechnischen Anwendungen sein. Innerhalb des Clusters werden mit diesem Vorgehen vor allem die Arbeiten zur Einbindung etablierter Technologien in die Wertschöpfungsketten der Mikrosystemtechnik, die Erweiterung der Fertigungstechnologien und der Zugang zu diesen sowie die Vereinheitlichung von Prozessen betrieben. Durch die im Cluster entstehenden neuen Anwendungsbereiche werden so insbesondere auch die Hersteller von Fertigungsanlagen durch die Erschließung neuer Absatzgebiete profitieren. Es ist geplant, die Bestimmung der minimalen Auflösung und Erweiterung der bestehenden Grenzen vorzunehmen, die Untersuchung der Technologie von der 2D-Strukturerzeugung hin zu 3D-Strukturerzeugung (hohe Aspektverhältnisse), die Erstellung von Konzepten zur Verbesserung der Justiergenauigkeiten und Umsetzung dieser Konzepte, die gezielte Einstellung von Materialien zur geeigneten Verarbeitung und die Erarbeitung von Verfahren zur Charakterisierung der Prozessergebnisse durchzuführen. '
Das Projekt "Teilprojekt 3: Entwicklung von Kollimatoren für Computertomographen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens Healthcare GmbH durchgeführt. Verringerung des Primäreinsatzes bei der Bauteilherstellung von bis zu 80 Prozent; Senkung des Energieeinsatzes bei der Bauteilherstellung um 65-75 Prozent; Einsparung von Nachbearbeitungsschritten durch endkonturnahe Fertigung; Reduzierung des Recyclingbedarfes zur Einsparung von Energieressourcen; Untersuchungen zur Übertragbarkeit des dreidimensionalen Siebdrucks für weitere Anwendungen mit Metallen wie Niob, Tantal oder seltene Erden; Design und Auslegung eines neuen 2D-Kollimatorentyps; Herstellung eines Kollimatordemonstrators mittels dreidimensionalem Siebdruck; Erhöhung der Strukturgenauigkeit gegenüber konventionellen Kollimatoren; Verringerung der effektiven Dosis beim Scannen; Verbesserung der Bildgebung von modifizierten CT-Scannern; Kostensenkung des Demonstrators gegenüber bisherigen Bauteilen; Erhöhung der maximalen Bauteilhöhe von Metallen auf mehrere Zentimeter; Verbesserung der Oberflächengüte der gesinterten Bauteile; Erhöhung der Lagendicke zur Verkürzung der Prozesszeiten; Erweiterung des Werkstoffportfolios; Optimierung der Maschinenparameter; Verbesserung der Suspensionsformulierung; Erweiterung der Bauteilkomplexität; Verringerung der Steg / Wanddicken auf kleiner als 0,05 mm.
Das Projekt "Teilvorhaben: Grundlegende Erforschung von rheologischen Spezifikationen für Siebdruckpasten und eines alternativen Pastenkonzepts für Feinliniendruck" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik, Bereich Angewandte Mechanik (AME) durchgeführt. Ziel des Gesamtvorhabens AdmMo ist die Entwicklung eines ertragsstarken, multikristallinen Qualitätsmoduls für niedrigste Stromgestehungskosten, ein wichtiger Schritt hierbei ist die Reduktion der Frontkontakt-Linienbreite und des Silberverbrauchs. Dieses Teilvorhaben konzentriert sich zum einen auf die grundlegende, rheologische Charakterisierung von Siebdruckpasten nach konventioneller Formulierung und zum zweiten auf die Entwicklung eines alternativen Formulierungskonzeptes. Es werden die für die Erzielung feinster Linien erforderlichen rheologischen Spezifikationen erarbeitet. Abhängig von der Zusammensetzung der Siebdruckpasten können die Fließeigenschaften signifikant variieren und die resultierenden Geometrien der Frontkontakte und somit auch die Leistungskennwerte der Zelle starke Unterschiede aufzeigen. Rheologische Kenngrößen für einen stabilen Druckprozess mit den gewünschten Produkteigenschaften sind zu ermitteln und die Pastenrezeptur ist entsprechend anzupassen. Die Weiterentwicklung der Siebdrucktechnologie wird durch das gerätetechnische Setup und durch die Prozessierbarkeit der Silberpasten bestimmt. Feinmaschige Siebe, wie sie für den Feinliniendruck benötigt werden, bedeuten bei gleichem Durchsatz eine deutlich höhere Scherbelastung der Pasten. Dabei können Agglomerate zu einer Blockade der feinen Maschen führen und den kontinuierlichen Prozess stören. Solche Inhomogenitäten sollen detektiert und die Langzeit-Stabilität simuliert werden.