2016-10-01  –  2020-12-31

10.985.968,00 EUR

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE), Freiburg im Breisgau, Baden-Württemberg

0324145

Kristallines Silizium Gesamtentwicklung [EB1014]

01176342/1  –  PV-Basis Technologie für Hocheffiziente Module mit 400W Leistung und einer Leistungsdichte von 240 W/m²

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Im Rahmen des Projektes sollen bifaziale Siliziumsolarzellen und –module entwickelt und Leistungsdichten pBifa von 240 W/m² (Bestrahlungsstärke Gfront= 1000 W/m², Grear=100 W/m²) auf einer Modulfläche von mindestens einem Quadratmeter demonstriert werden. Mit dieser Leistungsdichte wird für die heute vorherrschende Modulgröße von ca. 1,67 m² eine Leistungsabgabe von 400 W erreicht, ca. 100 W bzw. 33% mehr als bei herkömmlichen monofazialen Spitzenmodulen in dieser Größenklasse. Zur Erzielung dieser Leistungsziele ist der Einsatz höchsteffizienter bifazialer Solarzellen mit exzellenter Oberflächenpassivierung notwendig. In der ersten Stufe wird eine 'SPEER' Zellarchitektur zum Einsatz (Shingled Passivated Edge, Emitter and Rear) kommen, bei der auch die Zellränder passiviert werden. Das Leistungsdichten-Ziel von pBifa = 240 W/m² erfordert einen Zellwirkungsgrad von etwa 22,1% mit 85% Bifazialität. In der zweiten Stufe sollen Solarzellen bei denen zusätzlich die Kontaktflächen ('Con') passiviert sind als sogenannte 'SPEERCon'-Technologie eingesetzt und hiermit pBifa = 260 W/m² erreicht werden. Aufgrund der deutlich niedrigeren Eingangstechnologiereife werden diese Zellen erst gegen Projektende zur Verfügung stehen. Besonders hervorzuheben ist, dass diese Leistungswerte zur Herstellung der Rekordmodule jeweils für etwa 1000 Zellen erreicht werden müssen, was die angestrebte Exzellenz unterstreicht. Verbindungs- und Einkapselungstechnologie zielen auf herausragende Effizienz. Für höchsteffiziente Flächennutzung wird ein neuer, in Patentierung befindlicher Ansatz zur besonders platzsparenden Schindelung von Zellstreifen verfolgt. Der 'SlimLine'-Ansatz vermeidet inaktive Modulfläche fast vollständig und ermöglicht einen integralen Produktionsprozess. Als Referenz wird für höchsteffiziente Materialnutzung ein optimierter Dünndraht-Multiwire Ansatz untersucht.