2024-12-01  –  2027-11-30

143.879,25 EUR

MOEWE Optical Solutions GmbH, Mittweida, Sachsen

03EE1203C

Photovoltaik - kristallines Silizium - Zelle, Modul [EB1012]

01264899/1  –  SUNRISE - Laser-Strukturierung und selektive chemische Prozessierung als Lithografie-Ersatz für nachhaltige PV-Produktion

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE.IIC2)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Im Vorhaben soll die Genauigkeit der Lasermaterialbearbeitung unter Nutzung ultraschneller Strahlablenkung deutlich verbessert werden. Die zur Ablenkung eingesetzte Polygonscantechnologie soll auch bei Geschwindigkeiten von 1000 m/s oder mehr Genauigkeiten im Bereich von 1 µm erreichen. Bisher sind je nach Geschwindigkeit und Brennweite Genauigkeiten von 5-10 µm typisch. Um die Genauigkeit zu verbessern, sollen in schneller Scanrichtung und senkrecht dazu zwei unterschiedliche Maßnahmen ergriffen werden. In schneller Scanrichtung, wird die Genauigkeit vor allem durch eine präzise und zeitlich fehlerarme Pulsanforderung (jttterarmes Triggering) bestimmt. Um bei 1000 m/s ein 1 µm Raster zu bedienen, sind Triggerfrequenzen von 1 GHz notwendig. Bisher sind in der Praxis Frequenzen bis 50 MHz üblich. Hier muss vor allem die Elektronik neu konzipiert werden, um eine deutlich verbesserte Signalausgabe zu ermöglichen. In Absprache mit dem Laserhersteller müssen dabei die Spezifikationen bestimmt werden, sodass am Ende der Übertragungsleitung das Triggersignal auch vom Laser noch erkannt und verarbeitet werden kann. Um die Genauigkeit quer zu Scanrichtung einzuhalten, wird das bisher genutzte Galvanometermodul durch ein neu zu konzipierendes Piezomodul substituiert. Dieses muss von Grund auf konzipiert, konstruiert und anschließend untersucht werden. Es ist zu erwarten, dass die Genauigkeit stark erhöht werden kann, jedoch wird der mögliche Auslenkwinkel stark eingeschränkt und das Gesamtsystem dann nur als Linienscanner nutzbar sein. Das erfordert eine zusätzliche Achse für den Materialvorschub.