POPEI – Produktionstechnologien für hochperformante kostengünstige IBC-Solarzellen

Das ISFH-Teilvorhaben des POPEI-Projektes hat das Ziel, ein industriell produzierbares, extrem kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von IBC-Solarzellen (Interdigitated Back Contact) auf Basis Gallium (Ga) dotierter Siliziumwafer, lokaler Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) Abscheidung von selektiven poly-Si Kontakten sowie neuartigen Reinigungen zu entwickeln. Dafür entwickelt das ISFH eine sehr kurze Prozesssequenz, welche die direkte lokale PECVD-SiO2/n-poly-Silizium (Si) Abscheidung durch Schattenmasken verwendet. Im Erfolgsfall kann dadurch eine aufwändige Strukturierung des poly-Si z.B. mittels Diffusion / Oxidation, Oxidablation und Kaliumhydroxid (KOH) Ätze eingespart werden, was den IBC-Prozess wesentlich kostengünstiger und im Optimalfall sogar kürzer als den PERC+ (Passivated Emitter and Rear Cell) Industrieprozess gestaltet.

Im Erfolgsfall des ISFH-Teilvorhabens sind damit erstmals IBC-Zellen produzierbar mit geringeren Herstellkosten als heutige Mainstream PERC+ Solarzellen. Gleichzeitig wird bei dem IBC2-Konzept der wirkungsgradlimitierende Phosphor-Emitter der PERC+ Zelle durch n-poly-Si-Kontakte ersetzt, welches in Kombination mit HCl/O3-Reinigung (Salzsäure/Ozon) laut Simulationen das Wirkungsgradpotential der Zelle auf über 25% erhöht. Aufgrund der mit zwei Jahren sehr kurzen POPEI-Projektlaufzeit wird zunächst der Nachweis der Machbarkeit der IBC2 angestrebt. Das ISFH erstellt neue Layouts für Glasschattenmasken, die von LPKF hergestellt werden und nachfolgend am ISFH und bei Centrotherm für den Einsatz der lokalen PECVD-poly-Si-Abscheidung für IBC-Solarzellen evaluiert werden. Zudem entwickelt das ISFH gemeinsam mit RENA neue HCl/O3-basierte Reinigungsverfahren.