Nextstep – Teilvorhaben: 23% PERC+ und POLO-Zellen für zuverlässige SmartWire-Module mit Solarzellprozess-basierten Bypassdioden

Passivated Emitter and Rear Cell (PERC) Solarzellen werden derzeit mit hohem Tempo in die industrielle Produktion überführt. Es wird ein weiterer starker Anstieg des Marktanteils von PERC Zellen von derzeit etwa 20 % auf etwa 40 % in den nächsten Jahren erwartet. Eine spannende Weiterentwicklung der PERC Technologie sind bifaziale PERC+ Solarzellen, welche auf der Rückseite ein Al-Fingergrid verwenden statt des ganzflächigen Al-Kontaktes und dadurch Streulicht mit der Zellrückseite absorbieren können. Hierdurch können Mehrerträge von etwa 10 % in Solarkraftwerken generiert werden. Im ISFH-Teilvorhaben des NEXTSTEP-Projektes soll die vielversprechende PERC+ Zelltechnologie mit der MeyerBurger SmartWire-Technologie kombiniert werden, um einerseits PERC+ Module mit sehr hoher Bifazialität von 90 % zu entwickeln und andererseits mit sehr hoher monofazialer Modulleistung von 325 Wp bei einem Modul-Wirkungsgrad von 20,5 %. Die SmartWire-Technologie minimiert Widerstandsverluste der Al-Finger und reduziert Reflektionsverluste durch die Verbinderbändchen und ist somit ein idealer Kandidat für die bifaziale PERC+ Modultechnologie. Zur Erreichung der ambitionierten Modulziele ist eine Weiterentwicklung der PERC+ Zelltechnologie auf Wirkungsgrade über 23 % im NEXTSTEP-Projekt geplant. Zudem soll die Stabilität der SiN Antireflex-Schicht der PERC+ Vorderseite unter UV-Beleuchtung analysiert und verbessert werden für eine bessere spektrale Ausnutzung des Sonnenlichtes. Die Kompatibilität der PERC+ Zellen mit der SmartWire-Technologie sollen evaluiert werden. Um die Modulkosten weiter zu senken, werden Zellprozesse zur Herstellung von Bypassdioden im Modul evaluiert.

Solarzellen mit passivierenden Kontakten haben ein sehr hohes Wirkungsgradpotential, erfordern aber auch einen Aufwand bei der Integration in vorhandene Produktionslinien. Passivierende Kontakte auf Basis von Poly-Silizium (POLO) haben im Vergleich zu „konventionellen“ Heterojunctions geringere Qualitäts-Anforderungen an die Schichtabscheidung, so dass ihre Herstellung mit vereinfachter Abscheidung aussichtsreich erscheint. Daher soll auch dieser Pfad, komplementär zu PERC untersucht werden. In diesem Projekt wird ein Wirkungsgrad von mindestens 23,5 % für Solarzellen mit passivierenden Kontakten angestrebt.