Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung elektrisch leitfähiger Klebstoffe, die speziell auf die Anforderungen einer industriellen Matrix-Schindelverschaltung von Silizium Solarzellen zugeschnitten sind. Ein besonderer Fokus liegt dabei neben der elektrischen / mechanischen Performance solcher Systeme auch auf einer Kostenoptimierung durch Auswahl geeigneter Füllstoffe, um Zugang zu dem preissensitiven PV-Markt zu bekommen.
Die POLO(poly-Si on Oxide)-Photovoltaik-Technologie wird möglicherweise einen höheren Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Sonnenenergie in Strom im Vergleich zu herkömmlichen Zelltechnologien aufweisen. Für die Herstellung von Photovoltaikzellen und -modulen dieser Technologie werden im Projekt APOLON neue Produktionsverfahren entwickelt, deren ökologische und wirtschaftliche Auswirkungen bisher noch wenig beleuchtet wurden. Das Ziel dieses Teilvorhabens ist es, die POLO-Technologien unter wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten mittels eines Life Cycle Assessments und einer Lebenszykluskostenanalyse zu bewerten. Die Bewertungsergebnisse für die POLO-Technologie werden der derzeit im Photovoltaikmarkt dominierenden PERC+-Technologie gegenübergestellt. Damit können beispielsweise die Produktionskosten von Zellen und Modulen dieser Technologie, die Stromgestehungskosten und die Umweltauswirkungen in Abhängigkeit von den Herstellungsprozessen quantifiziert und ermittelt werden. Darüber hinaus können die durchgeführten Analysen, zur Ermittlung der Verbesserungs- und Optimierungsmöglichkeiten der POLO-Technologie beitragen. Damit wird es eine klarere Perspektive der ökonomischen und ökologischen Auswirkungen geben, die diese Technologie haben können, und gleichzeitig der Weg für die lokale Produktion von POLO-basierte-Photovoltaikmodulen und für zukünftige Investitionen geebnet.
Durch die aktuell stattfindende rasante Transformation von Bor- hin zu Gallium-dotierten monokristallinen Siliziumsolarzellen auf dem weltweiten PV-Markt besteht insbesondere für Modul- und Systemhersteller, aber auch für Kraftwerksbetreiber ein großes Risiko, da die Langzeiteffekte in Ga-dotierten Solarzellen unbekannt sowie Ga-korrelierte Defekte noch weitgehend unerforscht sind. Ziel dieses Vorhabens ist daher die Analyse der Degradationseigenschaften von Ga-dotiertem Silizium auf Wafer-, Zell und Modullevel sowie die Entwicklung zuverlässiger und sensitiver Prüfverfahren, die es ermöglichen, für Ga-dotierte Zellen und Module zuverlässige Aussagen mithilfe artefaktfreier Messungen hinsichtlich des Risikos für langfristige Degradation zu treffen. Anhand dieser Erkenntnisse soll ein neuer Normentwurf mitgestaltet werden. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse werden Modelle zur Vorhersage des Degradationsverhaltens entwickelt und die hieraus erhaltenen Ertragsprognosen mit Hilfe von Outdoor-Tests verifiziert. Schließlich sollen Optimierungsstrategien zur Erhöhung der Langzeitstabilität von Modulen im Feld entwickelt werden.
Durch die aktuell stattfindende rasante Transformation von Bor- hin zu Gallium- dotierten monokristallinen Siliziumsolarzellen auf dem weltweiten PV-Markt besteht insbesondere für Modul- und Systemhersteller, aber auch für Kraftwerksbetreiber ein großes Risiko, da die Langzeiteffekte in Ga-dotierten Solarzellen unbekannt sowie Ga- korrelierte Defekte noch weitgehend unerforscht sind. Ziel dieses Vorhabens ist daher die Analyse der Degradationseigenschaften von Ga-dotiertem Silizium auf Wafer-, Zell und Modullevel sowie die Entwicklung zuverlässiger und sensitiver Prüfverfahren, die es ermöglichen, für Ga-dotierte Zellen und Module zuverlässige Aussagen mithilfe artefaktfreier Messungen hinsichtlich des Risikos für langfristige Degradation zutreffen. Anhand dieser Erkenntnisse soll ein neuer Normentwurf mitgestaltet werden. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse werden Modelle zur Vorhersage des Degradationsverhaltens entwickelt und die hieraus erhaltenen Ertragsprognosen mit Hilfe von Outdoor-Tests verifiziert. Schließlich sollen Optimierungsstrategien zur Erhöhung der Langzeitstabilität von Modulen im Feld entwickelt werden.
Durch die aktuell stattfindende rasante Transformation von Bor- hin zu Gallium-dotierten monokristallinen Siliziumsolarzellen auf dem weltweiten PV-Markt besteht insbesondere für Modul- und Systemhersteller, aber auch für Kraftwerksbetreiber ein großes Risiko, da die Langzeiteffekte in Ga-dotierten Solarzellen unbekannt sowie Ga-korrelierte Defekte noch weitgehend unerforscht sind. Ziel dieses Vorhabens ist daher die Analyse der Degradationseigenschaften von Ga-dotiertem Silizium auf Wafer-, Zell und Modullevel sowie die Entwicklung zuverlässiger und sensitiver Prüfverfahren, die es ermöglichen, für Ga-dotierte Zellen und Module zuverlässige Aussagen mithilfe artefaktfreier Messungen hinsichtlich des Risikos für langfristige Degradation zu treffen. Anhand dieser Erkenntnisse soll ein neuer Normentwurf mitgestaltet werden. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse werden Modelle zur Vorhersage des Degradationsverhaltens entwickelt und die hieraus erhaltenen Ertragsprognosen mit Hilfe von Outdoor-Tests verifiziert. Schließlich sollen Optimierungsstrategien zur Erhöhung der Langzeitstabilität von Modulen im Feld entwickelt werden.
Crystalline silicon wafer solar cells have been dominating the photovoltaic market so far due to the availability and stability of c-Si and the decades of Si technology development. However, without new ways to improve the conversion efficiencies further significant cost reductions will be difficult and the c-Si technology will not be able to maintain its dominant role. In the SiTaSol project we want to increase conversion efficiencies of c-Si solar cells to 30 % by combining it with III-V top absorbers. Such a tandem solar cell will result in huge savings of land area and material consumption for photovoltaic electricity generation and offers clear advantages compared to today's products. The III-V/Si tandem cell with an active Si bottom junction with one front and back contact is a drop-in-replacement for today's Si flat plate terrestrial PV. To make this technology cost competitive, the additional costs for the 2-5 mym Ga(In)AsP epitaxy and processing must remain below 1 Euro/wafer to enable module costs less than 0.5 Euro/Watt-peak. It is the intention of the SiTaSol project to evaluate processes which can meet this challenging cost target and to proof that such a solar cell can be produced in large scale. Key priorities are focused on the development of a new growth reactor with efficient use of the precursor gases, enhanced waste treatment, recycling of metals and low cost preparation of the c-Si growth substrate. High performance devices will be demonstrated in an industrial relevant environment. The project SiTaSol approaches these challenges with a strong industrial perspective and brings together some of the most well-known European partners in the field of Si PV and III-V compound semiconductors. Furthermore SiTaSol will support the competitiveness of the European industry by providing innovative solutions for lowering manufacturing costs of III-V materials which are essential in today's electronic products including laptops, photonic sensors and light emitting diodes.
Leitziel des Gesamtvorhabens ist eine neue Generation von PV-Großanlagen mit speziellen Kraftwerkseigenschaften, die es zukünftig erlauben, mit solchen PV-Kraftwerken Mitverantwortung für die Versorgungssicherheit und Systemstabilität zu übernehmen. In diesem Teilvorhaben werden, die dazu notwendigen SiC Halbleiter erforscht und in Bezug auf höhere Spannungsfestigkeit und die Anforderungen der PV-Kraftwerke optimiert. Um diese Vorteile im System vollumfänglich zu erschließen, gilt es darüber hinaus eine entsprechende innovative Gehäusebauform zu finden, die sowohl den Anforderungen an moderne Topologien als auch einem effizienten und optimalen Betrieb der neuen Halbleitertransistoren genügen. In Kombination soll ein 1500V DC Leistungsbauelement entstehen, welches die zukünftigen Anforderungsprofile im Solarmarkt bestmöglich bedient.
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