Verbundvorhaben: GagaRIn - Ga-dotierte Silizium-Solarzellen gewinnen an Relevanz in der Industrie – Entwicklung von Schnelltests und Vermeidung negativer Langzeitfolgen auf Zell- und Modullevel; Teilvorhaben: Grundlegende Untersuchungen und Modellierung von Ga-korrelierter Degradation
Zeitraum
2022-05-01 – 2025-04-30
Bewilligte Summe
305.526,30 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE1133B
Leistungsplansystematik
Photovoltaik - andere Strukturen - Verbindungshalbleiter [EB1041]
Verbundvorhaben
01240772/1 – Ga-dotierte Silizium-Solarzellen gewinnen an Relevanz in der Industrie – Entwicklung von Schnelltests und Vermeidung negativer Langzeitfolgen auf Zell- und Modullevel
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
Die Arbeiten der Universität Freiburg im Rahmen des Verbundvorhabens 'GagaRIn' fokussieren sich auf die grundlegenden physikalischen Aspekte des übergeordneten Ziels, zuverlässige, artefaktfreie und möglichst schnelle Testverfahren zur Bestimmung des Degradationsrisikos von Modulen aus Solarzellen mit zunächst unbekannten Eigenschaften zu entwickeln. Zentral ist hierfür ein genaues Verständnis der materialinduzierten Degradation unter typischen Feldbedingungen (Generation von Ladungsträgern bei gleichzeitig leicht erhöhter Temperatur) von monokristallinen Ga-dotierten Si-Materialien, da diese Materialklasse gegenwärtig zum überwiegenden Teil in heutigen industriellen PERC-Solarzellen eingesetzt wird. Während das Degradationsverhalten von Bor-dotierten Materialien unter Feldbedingungen relativ ausgiebig erforscht ist, weiß man von Ga-dotierten Materialien gegenwärtig nur, dass ein ähnlicher Degradationseffekt, LeTID (für 'Light- and elevated Temperature-Induced Degradation') genannt, auftritt, und dass die Umgebungsbedingungen anders auf das Degradationsverhalten einwirken als von Bor-dotierten Materialien bekannt. Dies schränkt die Aussagekraft von herkömmlichen, gegenwärtig eingesetzten Modultestsequenzen grundsätzlich ein. Um die verschiedenen Einflüsse auf die materialkorrelierte Degradation quantifizieren zu können, müssen weitere Degradationseffekte, wie z.B. die häufig beobachtete Verschlechterung der Oberflächenpassivierung, sowie die bei Solarzellen gelegentlich auftretende Erhöhung des Kontaktwiderstands, von den Ga-bezogenen Effekten getrennt werden. Mit Hilfe der quantitativen Daten soll ein bestehendes, physikalisches Modell weiterentwickelt werden, das die Entstehung und Annihilation von Defekten während der Degradation bzw. Regeneration mit hoher Genauigkeit beschreiben soll.