2019-10-01  –  2023-06-30

192.156,00 EUR

Universität Duisburg-Essen - Fakultät für Physik - Arbeitsgruppe Schmid, Duisburg, Nordrhein-Westfalen

03EE1029D

Dünnschichttechnologien Chalkopyrite [EB1022]

01188485/1  –  KostSol - Kostenreduktion bei der Herstellung von CIGSe-Solarzellen

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Der Gegenstand des Vorhabens baut auf die Realisierung von lokalisierter Strukturbildung auf amorphen Oberflächen ohne Anwendung von aufwändigen Masken- oder Lithografie-prozessen. Eine durch Laserstrahlung hervorgerufene thermische Inhomogenität soll die selektive Bildung flüssiger und letztlich kristalliner Strukturen auf der Oberfläche bewirken. Derartige Inseln können als Präkursoren für das örtlich definierte Wachstum von Metallen und Verbindungshalbleitern, insbesondere Indium und Gallium, dienen. Eine sehr gute Anwendungsmöglichkeit für ein solches Verfahren ist die Herstellung von Cu(In,Ga)Se2 (CIGSe) für Mikrokonzentrator-Solarzellen. Die Universität Duisburg-Essen wird im Projekt an der Konzeption der Mikrokonzentratorsolarzellen unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen aus der geplanten Herstellung via lokalisierter Strukturbildung arbeiten. Nach vorbereitenden Arbeiten zur Herstellung von Mikrokonzentratorsolarzellen wird dann schrittweise Material, das mittels der zu entwickelnden Anlage gewachsen wurde, also Indium, Gallium, Kupfer, deren Kombination und schließlich das gesamte Chalkopyrit, zu Solarzellen prozessiert und ihr Verhalten bis hin zur Funktionalität unter Lichtkonzentration und in Kombination mit Konzentratoroptiken getestet. Die Ergebnisse werden eine Bewertung und Optimierung des neuen Herstellungsprozesses hinsichtlich erreichbarer Materialqualität erlauben. Über die Leistungfähigkeit der erhaltenen Mikrokonzentratorsolarzellen wird schlussendlich die Einsatzmöglichkeiten der neuen Wachstumsmethode für die industrielle Anwendung beurteilt.