Arbeitsgruppe Industrielle Solarzellen
Ansprechpartner
Dr. Thorsten Dullweber
Abteilungsleiter PV: Infrastruktur
Tel.: +49(0)5151-999 642
E-Mail: dullweber@isfh.de
Schematische Darstellung verschiedener Generationen industrieller Solarzellen. Lange Zeit war die Al-BSF-Solarzelle dominierend. Inzwischen produzieren die meisten Hersteller bifaziale PERC+ Solarzellen.
Schlanker Prozessfluss für die Herstellung von POLO-IBC-Solarzellen mittels PECVD-Abscheidung mit Schattenmasken, der viele Prozessschritte aus der aktuellen PERC+ Fertigung nutzt.
Glas-Schattenmaske und dahinter der Silizium-Wafer mit lokaler, durch die Glasmaske erfolgter poly-Si-Beschichtung.
Etwa 80% der heutzutage weltweit industriell produzierten Solarzellen verwenden monokristalline Silizium-Wafer und das monofaziale PERC und bifaziale PERC+ Solarzellendesign. Die Gruppe Industrielle Solarzellen (ISC) hat in den vergangenen 10 Jahren in Kooperation mit vielen Industriepartnern zur Entwicklung dieser Solarzellengeneration erheblich beigetragen und betreibt weiterhin einen industriellen PERC+ Solarzellenprozess im SolarTeC des ISFH für Industriekooperationen.
In laufenden und neuen Forschungsprojekten entwickelt die Gruppe ISC neue massenproduktionstaugliche Herstellverfahren für passivierende poly-Si (POLO) Kontakte insbesondere auf Basis der PECVD-Abscheidung mit exzellenter Passivierung und guter Kontaktierung. Als nächste Solarzellegeneration wird dafür die POLO-IBC-Solarzelle optimiert in Richtung höchste Wirkungsgrade mit einem kostengünstigen Herstellprozess. Zudem arbeitet die Gruppe ISC in einem bilateralen Industrieprojekt an der Entwicklung weiterer industrieller IBC-Solarzellen-Technologien.
Die Arbeitsschwerpunkte der Gruppe ISC sind insbesondere:
Lokale PECVD-Abscheidung von SiON/n-a-Si durch Schattenmasken
Für die Abscheidung von passivierenden poly-Si-Kontakten wird industriell überwiegend die LPCVD-Technik verwendet. Die PECVD-Abscheidung bietet den Vorteil einer einseitigen Abscheidung in Kombination mit hohem Durchsatz. Die Arbeitsgruppe ISC hat zunächst auf einer Laboranlage und nun auch auf einer industriellen PECVD-Produktionsanlage einen hochwertigen SiON/n-a-Si-Schichtstapel entwickelt, der exzellente ladungsträgerselektive Eigenschaften aufweist. Zudem entwickelt die Gruppe ISC in Kooperation mit dem Laserspezialisten LPKF eine Glas-basierte Schattenmaske, welche die direkte strukturierte Abscheidung von poly-Si-Schichten z. B. für den Einsatz in IBC-Solarzellen ermöglicht
Neuartige industrielle IBC-Solarzellen
Ein weiteres Fokusthema der Gruppe ISC ist die Entwicklung von höchsteffizienten, industriell produzierbaren IBC-Solarzellen. Hierfür wird zum einen das POLO-IBC-Zellkonzept weiterentwickelt, welches einen n-poly-Si-Kontakt verwendet und ansonsten überwiegend Herstellverfahren der etablierten PERC+ Zelle verwendet. Die lokale PECVD-Abscheidung von SiON/n-a-Si durch Schattenmasken soll einen industriell attraktiven und wettbewerbsfähigen Herstellprozess der POLO-IBC-Solarzelle ermöglichen. Zudem werden in weiteren Industrieprojekten alternative IBC-Konzepte entwickelt.