2013-09-01  –  2017-02-28

2.713.725,00 EUR

AZUR SPACE Solar Power GmbH, Heilbronn, Baden-Württemberg

0325668A

Konzentrierende Photovoltaik (CPV) Zellenentwicklung [EB1031]

01147948/1  –  Entwicklung von InGaNAs Materialtechnologie für CPV

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Das generelle Ziel des Vorhabens ist die Vorausentwicklung eines industriellen epitaktischen Prozesses für die Abscheidung von InGaNAs Halbleitermaterial für Mehrfachsolarzellen für die Anwendung in der Konzentratorphotovoltaik. Es soll damit das Potential für die Erreichung eines Zellenwirkungsgrades von bis über 44% aufgezeigt werden. Das angestrebte Gesamtziel des Vorhabens erfordert die Umsetzung der folgenden wesentlichen Ziele: I) Verifikation der vorhandenen Stickstoffquellen und Entwicklung von alternativen höchstreinen Stickstoffquellen für die Epitaxie von InGaNAs; II) Verständnis und Weiterentwicklung des Nukleations- und Epitaxie-Prozesses mit hydridfreier flüssiger Quelle Tertiärybutylarsin (TBAs); III) Entwicklung eines zuverlässigen Epitaxie-Prozesses zum Wachstum von InGaNAs auf einem industriellen Multi-Wafer MOVPE Reaktor; IV) Untersuchung und Optimierung der strukturellen, optischen und elektronischen Eigenschaften der InGaNAs Solarzellschichten; V) Demonstration einer Mehrfachsolarzelle mit einer InGaNAs-basierten Teilzelle und begleitende Entwicklung der Messtechnik für die Mehrfachsolarzellen mit mehr als 3 Teilzellen. Die Projektaktivitäten lassen sich schematisch als drei miteinander vernetzte Ebenen darstellen. Die Technologieebene umfasst die Qualität der Stickstoffquellen und das MOVPE-Herstellungsverfahren. Gleichzeitig werden Basisprozesse und Teststrukturen für das InGaNAs-Wachstum etabliert, die als Grundlage für die Materialebene dienen. Hier werden etablierte Methoden zur Materialanalytik verwendet, um die Wechselwirkungen zwischen den InGaNAs-Epitaxieparametern und -Materialeigenschaften zu verstehen. Diese Erkenntnisse werden dabei helfen die Prozessbedingungen und damit die InGaNAs-Materialqualität in einem iterativen Vorgehen zu optimieren. Die Ergebnisse fließen schließlich in die Auslegung und Realisierung von InGaNAs-basierten Komponenten- und Mehrfachsolarzellen auf der Bauelementebene ein.