LIMES – Teilprojekt 3: Prozesseinflüsse auf die Ladungsträgerlebensdauer in Si-Materialien für höchsteffiziente Solarzellen

Selbst aktuelle Silizium-Materialien hoher Qualität erreichen nicht immer Ladungsträgerlebensdauern von mehreren Millisekunden, die in kommenden höchsteffizienten Solarzellengenerationen benötigt werden. Daher stellen sich folgende Fragen:

  • Welche Defekte limitieren Ladungsträgerlebensdauern im Millisekunden-Bereich?
  • Wie verhalten sich die Defekte bei unterschiedlichen Solarzellprozessen?
  • Lassen sich die negativen Auswirkungen der Defekte durch optimierte Prozesse einschränken?

In diesem Projekt sollen die Limitierungen der besten aktuellen, industrierelevanten Si-Materialien – mit erwarteten Lebensdauern über 1 ms – untersucht werden. Dabei handelt es sich im Einzelnen um folgende Materialien: (i) Cz-Si (p-Typ), (ii) Cz-Si (n-Typ), (iii) High-Performance (HP) mc-Si und (iv) FZ-Si Wafer. Die Lebensdauerproben und Zellvorläuferstrukturen werden dabei auch den für bestimmte Hocheffizienzzelltechnologien spezifischen Hochtemperatur-, Getter- und/oder Wasserstoff-Passivierschritten unterzogen, um das Vorliegen der Defekte nach Abschluss des Zellprozesses nachzustellen, welches für den erzielbaren Wirkungsgrad relevant ist. Auch sogenannte Regenerationsschritte bzw. Hochtemperatur-Vorbehandlungen werden zur Anwendung kommen. Ziel ist es, Prozessfolgen zu identifizieren, die zu Ladungsträgerlebensdauern führen, die mit sehr hohen Wirkungsgraden >25% kompatibel sind.


Verbundpartner

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Laufzeit
01.08.2017 – 30.06.2021


Förderung
Das Projekt „LIMES – Teilprojekt 3: Prozesseinflüsse auf die Ladungsträgerlebensdauer in Si-Materialien für höchsteffiziente Solarzellen“ wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie unter dem Förderkennzeichen 0324204D gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren.

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