ISFH SolarTeC
Industrielle Prozessanlagen

Ansprechpartner
Dr. Thorsten Dullweber
Abteilungsleiter PV: Infrastruktur
Tel.: +49(0)5151-999 642
E-Mail: dullweber@isfh.de

Schema PERC Zelle
Anlage für nasschemische Prozesse (RENA Batchlab)

Siebdruckinsel für den vollautomatischen Siebdruck auf Silizium-Solarzellen.

Unterscheidung von PERC (links) und bifacialer PERC+ Zelle
Pikosekunden-Laseranlage

Im ISFH SolarTeC prozessieren wir großflächige Solarzellen in einer produktionsnahen Umgebung auf industriegerechtem Equipment. Das Herzstück dieser Infrastruktur ist das 800 m² große Technologiezentrum, in dem Anlagen für Nasschemie, Diffusion, Oxidation, PECVD, ALD, Siebdruckmetallisierung und Modulproduktion stehen. Ergänzt wird das Technologiezentrum durch weitere Labore für Laserprozesse und industrielle LPCVD-Prozessanlagen.

Am ISFH verfolgen wir einen industrienahen Ansatz, neue Technologien zu entwickeln, die idealerweise als Drop-in oder Add-on für den heutigen industriellen Mainstream geeignet sind. Aktuelle Beispiele sind passivierende „Poly-Si-on-Oxide“ (POLO) Kontakte und Tandem-Solarzellen-Konzepte. Erreicht wird dies durch eine enge Zusammenarbeit aller Arbeitsgruppen der Photovoltaik-Abteilung.

Eine besondere Stärke des SolarTeC am ISFH ist seine Flexibilität. Wir haben langjährige Erfahrung darin, die Prozesse und Anlagen unserer Partner mittels Kreuz-Prozessierung mit unseren Referenzprozessen und -anlagen im SolarTeC zu vergleichen. Dies bietet unseren Partnern die Möglichkeit, spezifische Materialien und einzelne Prozessschritte zu evaluieren oder gemeinsam mit uns alternative Solarzellen- und PV-Modulkonzepte zu entwickeln.

Anlagenpark
  • Batch-Anlage für nasschemische Reinigung, Si-Ätzen, Textur (RENA)
  • Inline-Anlage zum einseitigen Polieren und Ätzen (RENA)
  • Oxidations-,  POCl3 und BBr3 Diffusionsofen (Tempress)
  • LPCVD-Ofen für die Abscheidung von a-Si (Centrotherm)
  • Direkt-PECVD Durchlaufanlage für SiNx (Roth&Rau)
  • Industrielle PECVD-Beschichtungsanlage für SiNx, AlOx und poly-Si (Centrotherm)
  • Ultraschnelle ALD-Abscheidung (SolayTec)
  • Laserlabor mit fünf Laser-Materialbearbeitungssystemen, z.B. zur Ablation von dielektrischen Schichten oder zum Laserdotieren (InnoLas, Coherent, IPG, EdgeWave, Trumpf)
  • Industrielle Siebdrucker und Feueröfen für die Zellmetallisierung (DEK, ASYS, Centrotherm)
Beispiele für erfolgreiche Technologie-Entwicklung auf großflächigen Solarzellen am ISFH SolarTeC
  • POLO BJ Solarzelle mit LPCVD-poly-Si bis 24,2 % Wirkungsgrad (2023)
  • POLO IBC Solarzelle mit lokaler PECVD-SiON/n-a-Si-Abscheidung durch Schattenmaske bis 23,8 % Wirkungsgrad (2023)
  • Bifaziale PERC+ Solarzellen mit Aluminium-Fingergrid auf der Rückseite und Wirkungsgraden bis 23,2 % (2022)
  • Beidseitig-kontaktierte, Siebdruck-metallisierte Solarzellen mit POLO-Kontakten für beide Polaritäten und Wirkungsgraden bis 22,3 % (in Zusammenarbeit mit Centrotherm, Leibniz Universität Hannover und Meyer Burger)
  • Teilprozessierung der Si-Bottom-Zelle des Si/III-V Mulitjunction-Device mit einer Effizienz von 35,4 % (2017, Grenzflächenoxidwachstum und POLO-Junctionformierung im SolarTeC, nachträgliche Zerteilung des 156 mm × 156 mm Cz-Si Wafers)
  • Bifaziales Minimodul aus PERC+ Solarzellen und SmartWire Technologie mit einem Modulwirkungsgrad von 19,8 % und einem Rückseitenwirkungsgrad von 16,4 % (2016)
  • PV-Modul mit 20,2 % Wirkungsgrad bestehend aus 120 PERC-Halbzellen mit 5 Busbars (2015)
  • Ionenimplantierte, Siebdruck-metallisierte n-PERT Solarzellen mit >99 % Bifazialität und Wirkungsgraden bis 21,8 % (2015, in Zusammenarbeit mit Leibniz Universität Hannover)
  • Herstellung ionenimplantierter IBC (Interdigitated Back Contact) Solarzellen mit Wirkungsgraden bis 22,1 % (2013, in Zusammenarbeit mit Bosch SE)
Beispiele für Einzelprozesse

 

Nasschemische Prozesse

  • Rückätzen von Sägeschaden oder hochdotierten Oberflächen
  • Alkalische Textur
  • PSG-/BSG-Ätze
  • RCA-Reinigung
  • HF/HCl-Reinigung
  • Chemische Politur
  • Kantenisolation
  • Einseitiges Rückätzen von SiOx

Beschichtungen

  • PECVD-SiN, AlOx, a-Si
  • LPCVD a-Si
  • Plasma- und Spatial-ALD-AlOx
  • TCO

Laserbearbeitung

  • Ablation dielektrischer Schichten
  • Laserdotieren zur Formierung des selektiven Emitters bzw. Front-Surface-Fields
  • Aufschmelzen metallischer bzw. metallhaltiger Schichten zur elektrischen (LFC) und/oder mechanischen (AMELI) Kontaktierung
  • Schneiden, Bohren und Markieren von Silizium, Glas und metallischen Folien

Hochtemperaturprozesse

  • Phosphor-Diffusion (POCl3)
  • Bor-Diffusion (BBr3)
  • Oxidation (nass und trocken)
  • Ausheilprozess nach Ionenimplantation
  • Ausbildung von POLO-Kontakten

Metallisierung

  • Siebdruck (Single-, Dual-, Triple-Print)