Arbeitsgruppe Solarzellen der nächsten Generation
Ansprechpartner
Prof. Dr. Robby Peibst
Tel.: +49(0)5151-999 313
E-Mail: peibst@isfh.de
Querschnitt einer koverdampften Perowskitschicht auf einem texturierten Siliziumsubstrat.
Verdampfungsanlage für Perowskit-Solarzellen
In der Gruppe „Solarzellen der nächsten Generation“ werden schwerpunktmäßig konzeptionell neue Prozess- und Solarzelltechnologien von der Grundlagenforschung bis hin zur industriellen Anwendung evaluiert. Das zugrundeliegende Ziel ist, neben der weiteren Reduktion der Stromgestehungskosten durch Erhöhung des Stromertrages sowie die Ertüchtigung der Photovoltaik für Spezialanwendungen, die Unterstützung unserer Industriepartner (Materialhersteller, Anlagenbauer, Zellhersteller). Aktuell streben wir insbesondere an, die Wiederansiedlung der PV-Produktion in Europa zu unterstützen. Spezifisch für die Gruppe ist der erwartete Zeithorizont bis zur Überführung der Technologien in die industrielle Nutzung von ca. 3 bis 5 Jahren. Zu aktuellen Forschungsschwerpunkten zählen die Industrialisierung passivierender Kontakte auf Basis von dotierten polykristallinen Silizium-Schichten, die auf einem dünnen passivierenden Grenzflächenoxid abgeschieden werden (POLO, poly-Si on oxide) und die Erweiterung der Si-Technologie zu Tandemsolarzellen.
Die Aktivitäten der Gruppe verteilen sich auf folgende, aufeinander aufbauende Forschungsgebiete:
Grundlagenuntersuchungen an Si-basierten Solarzellkonzepten
- Erhöhung des Wirkungsgradpotentials durch Anwendung neuartiger Konzepte wie. z.B. photonischer Kristalle zur besseren Lichteinkopplung
- Entwicklung einer optisch und elektrisch optimierten Verbindung zwischen den Subzellen von monolithischen Tandemsolarzellen auf Basis von poly-Si basierten Tunnel- oder Rekombinationsübergängen
- Vertiefung des Verständnisses der Bauelementephysik von 3-Terminal-Tandemsolarzellen
- Demonstration des Wirkungsgradpotentials von Si-Solarzellen und von Si-basierten Tandemsolarzellen auf Labormaßstab (oft zusammen mit nationalen und internationalen Partnern)
Entwicklung von industriellen Einzelprozessen und vollständigen Prozesssequenzen für Si-basierte Solarzelltechnologienlagenuntersuchungen an Si-basierten Solarzellkonzepten
- Entwicklung und Optimierung von auf p-Typ-Silizium basierenden Solarzellen, die aufgrund der Kombination von elektronen-sammelnden POLO- und herkömmlichen legierten Al-Kontakten ein hohes Wirkungsgradpotential mit einem schlanken Prozessfluss und wenig Materialkosten kombinieren („POLO-BJ, POLO-IBC“)
- Entwicklung einer reinen Al-basierten Metallisierung
- Weiterentwicklung dieser Zellstrukturen als kostengünstige 2- oder 3-Terminal-Bottomzelle in Si-basierten Tandemsolarzellen
- Entwicklung industriell relevanter Abscheidetechnologien für Perowskite, insb. auf Basis von Gastransport-unterstützten PVD-Verfahren
Prozessierungs-Dienstleistungen in den oben genannten Bereichen
- Beispiel: Evaluation von Wafermaterial oder Einzelkomponenten auf Höchsteffizienz-Zellniveau