Neuartige industrietaugliche Herstellverfahren

Die Forschungsgruppe Industrielle Solarzellen entwickelt neuartige, massenproduktionstaugliche Herstellungsverfahren für die nächste Generation von Silizium-Solarzellen in den Prozessbereichen PECVD-Beschichtung, Nasschemie sowie Siebdruckmetallisierung.

Ein Schwerpunkt bildet die PECVD-Abscheidung von dotiertem polykristallinem Silizium (POLO) – ein Verfahren, das exzellente Oberflächenpassivierung und geringen Serienwiderstand bei gleichzeitig hoher industrieller Kompatibilität ermöglicht. Damit schafft die Forschungsgruppe die Grundlage für langlebige und leistungsstarke Solarzellen, die sich effizient in bestehende Produktionslinien integrieren lassen.

POLO-IBC-Solarzellen mit Spitzenwirkungsgrad

Im Rahmen laufender Forschungsprojekte in Kooperation mit Maschinenbauern und Solarzellenherstellern wird die POLO-IBC-Zelle (Interdigitated Back Contact) als vielversprechendes Zellkonzept für zukünftige PV-Anwendungen weiterentwickelt hinshichtlich höherer Wirkungsgrade und kostengünstiger Herstellverfahren. Die POLO-IBC-Zelle vereint alle Kontakte auf der Rückseite, was optische Verluste an der Vorderseite minimiert und den Strom der Zelle verbessert. Damit sollen höchste Wirkungsgrade bei zugleich kosteneffizienter Fertigung erzielt werden. Dafür entwickeln wir neue Herstellverfahren für die kostengünstige Strukturierung der poly-Si-Schichten per Laserablation oder Schattenmasken. Ziel ist die Überführung der POLO-IBC-Technologie in den industriellen Maßstab hinsichtlich Skalierbarkeit, Durchsatz und langfristige Zuverlässigkeit.

 Partnerschaft mit der Industrie

Neben öffentlich geförderten Projekten ist die Forschungsgruppe auch in bilaterale Industriekooperationen eingebunden. Gemeinsam mit Partnern aus der PV-Branche werden neue IBC-Solarzellenkonzepte für konkrete Fertigungsumgebungen erarbeitet, welche von der Prozessentwicklung bis zur Zellcharakterisierung reichen.

Nahaufnahme einer Solarzelle
Glas-Schattenmaske und dahinter der Silizium-Wafer mit lokaler, durch die Glasmaske erfolgter poly-Si-Beschichtung.
Grafik zur Visualisierung des Herstellungsprozesses
Schlanker Prozessfluss für die Herstellung von POLO-IBC-Solarzellen mittels PECVD-Abscheidung mit Schattenmasken, der viele Prozessschritte aus der aktuellen PERC+ Fertigung nutzt.


Publikationen

Publikationen zu diesem Thema.
2024

Plasma-enhanced chemical-vapor-deposited SiOx(Ny)/n-type polysilicon-on-oxide-passivating contacts in industrial back-contact Si solar cells

Mertens, V. and Dorn, S. and Langlois, J. and Stöhr, M. and Larionova, Y. and Veurman, W. and Brendel, R. and Ambrosius, N. and Vogt, A. and Pernau, T. and Haverkamp, H. and Dullweber, T.
2023

Towards high-efficiency POLO IBC solar cells based on a PERC+ processing technology

Dullweber, T. and Mertens, V. and Stöhr, M. and Langlois, J. and Mettner, L. and Baumann, U. and Haase, F. and Brendel, R. and Libal, J. and Vogt, A. and Ambrosius, N. and Pernau, T. and Haverkamp, H.
2021

Firing-Stable PECVD SiOxNy/n-Poly-Si Surface Passivation for Silicon Solar Cells

Stöhr, M. and Aprojanz, J. and Brendel, R. and Dullweber, T.
2021

Simulation-based roadmap for the integration of poly-silicon on oxide contacts into screen-printed crystalline silicon solar cells

Kruse, C. N. and Schäfer, S. and Haase, F. and Mertens, V. and Schulte-Huxel, H. and Lim, B. and Min, B. and Dullweber, T. and Peibst, R. and Brendel, R.
2021

A Detailed Chemical Model for the Diffusion of Phosphorus Into the Silicon Wafer During POCl3 Diffusion

Jäger, P. and Mertens, V. and Baumann, U. and Dullweber, T.
2020

Industrial PERC+ solar cell efficiency projection towards 24%

Dullweber, T. and Stöhr, M. and Kruse, C. and Haase, F. and Beier, B. and Jäger, P. and Mertens, V. and Peibst, R. and Brendel, R.
2020

Evolutionary PERC+ solar cell efficiency projection towards 24% evaluating shadow-mask-deposited poly-Si fingers below the Ag front contact as next improvement step

Dullweber, T. and Stöhr, M. and Kruse, C. and Haase, F. and Rudolph, M. and Beier, B. and Jäger, P. and Mertens, V. and Peibst, R. and Brendel, R.

Ansprechpartner

Dr. Thorsten Dullweber

Abteilungsleiter PV: Infrastruktur

+49(0)5151-999 642