Verbundvorhaben: SUNRISE - Laser-Strukturierung und selektive chemische Prozessierung als Lithografie-Ersatz für nachhaltige PV-Produktion; Teilvorhaben: APCVD Schichten zur Laser-Strukturierung als Lithographie Ersatz
Zeitraum
2024-12-01 – 2027-11-30
Bewilligte Summe
350.000,03 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE1203B
Leistungsplansystematik
Photovoltaik - kristallines Silizium - Zelle, Modul [EB1012]
Verbundvorhaben
01264899/1 – SUNRISE - Laser-Strukturierung und selektive chemische Prozessierung als Lithografie-Ersatz für nachhaltige PV-Produktion
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE.IIC2)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
Ziel des Vorhabens SUNRISE ist es, die hohe Kosten- und Ressourceneffizienz von direkter Laserstrukturierung mit der Oberflächen Güte von Photolithografie zu kombinieren. Die angestrebten lasertechnischen Kernkomponenten und Ätzprozesse können dabei die Anforderungen an Präzision und Durchsatz für die skizzierten Anwendungsfelder für PV-Produktion abdecken. Zusammengefasst lauten die einzelnen Ziele: - Entwicklung und Aufbau einer Laserstrahlquelle bei hoher Repetitionsrate mit 'pulse on demand' Funktionalität bei einer Pulsrepetitionsrate von > 100 MHz und geringem zeitlichen Jitter < 50 ps - Konzeptentwicklung, Aufbau und Test einer neuen Schnittstelle zur Synchronisation des Scanners mit der oben genannten ultraschnellen Strahlquelle - Konzeptentwicklung, Konstruktion, Aufbau, Test und Steuerungsoptimierung eines Piezosystems für die zweite Achse des Scanners, um den Jitter bei der räumlichen Positionierung des Laserstrahls zu minimieren und eine präzise 'on-the-fly' Bearbeitung zu ermöglichen - Prozessentwicklung von schädigungsarmen Laserstrukturierungen - Variation der Laserparameter (Wellenlänge, Pulsdauer, räumlicher Pulsabstand, Repetitionsrate, räumliches Bearbeitungsmuster) - Ermittlung des Einflusses der Wasserstoffkonzentration auf die Strukturierbarkeit - Identifikation der nasschemischen Ätzmedien, die sich für 'selective laser etching' am besten eignen - Identifikation der selektiven plasmatechnischen Ätzparameter - Verständnisaufbau der Interaktion zwischen Schichtausprägungen, Laser-Belichtung, Dotierkonzentration und Ätzverhalten - Optimierung des selektiven Ätzprozesses - Technologiedemonstration der Hochgeschwindigkeit Laser-Belichtung - Prozessdemonstration an PV-Bauteilen: - Produktion hocheffizienter Silizium-Solarzellen (TOPCon) mit lokaler poly-Schicht und selbst-alignierten galvanisch erzeugten Metall-Kontakten - Demonstration einseitiger Ätze im Batch während die andere Seite intakt bleibt - Techno-Ökonomische Bewertung