NanoPERC – Industrielle Prozesse für nanokontaktierte poly-Si-Schichten einer PERC-Nachfolgetechnologie mit passivierenden Kontakten

Im Projekt NanoPERC soll eine Nachfolgetechnologie zur PERC Solarzelle mit passivierenden Kontakten auf Basis von poly-Si mit mehr als 23,5% Wirkungsgrad und die dafür nötigen Prozesse und Anlagen für eine industrielle Massenproduktion entwickelt werden. Die angestrebte Zellstruktur ersetzt den aktuell wirkungsgradlimitierenden Phosphor-Emitter der PERC Zelle durch einen rückseitigen passivierenden n-Typ poly-Si-Kontakt. Der p-Typ Si-Wafer und die Passivierung der zweiten Seite mit einem AlOx/SiNy-Schichtstapel sind zur schnelleren Marktintegration der Zelle bewusst nahe an der aktuellen Produktion ausgelegt. Der Zellprozess kann durch den Einsatz einer einseitigen Beschichtung mit poly-Si verkürzt werden. Deswegen werden die poly-Si Schichten mit den innovativen Beschichtungstechniken Sputtern abgeschieden. Dafür muss ein geeigneter Sputterprozess bestimmt und ein thermisches Ausheilverfahren entwickelt werden, mit dem die gesputterten Schichten in polykristallines Silizium mit exzellenten Passiviereigenschaften umgewandelt werden. Ziel ist es, hochdotierte Schichten in einem Schritt mit industrietauglichen Targets herzustellen. Zudem wird ein nasschemischer Prozess für Textur, Politur, Reinigung und Oxidation mit Ozon in einer Anlage entwickelt. Hierfür werden unterschiedliche Prozesssequenzen und anlagentechnische Herausforderungen untersucht. Unter Verwendung der entwickelten nasschemischen und Abscheideprozesse werden qualitativ hervorragende passivierte n+-Typ Kontakte demonstriert. Zudem werden für diese Prozesse die zugehörigen Anlagenkonzepte zur industriellen Umsetzung im Inline-Betrieb entwickelt. Für die Modulintegration wird zudem ein neues Metallisierungsdesign der Vorderseite entwickelt. Mit diesen Zellen wird dann ein Modul mit einem Wirkungsgrad von 22% hergestellt.