Verbundprojekt: Effizienzsteigerung bei der Produktion von Dünnschicht-Solarzellen durch die Strukturierung mittels Ultrakurzpuls-Lasern mit industrieller Prozessgeschwindigkeit. Teilvorhaben. Untersuchung der Ablation in Abhängigkeit von Strahlparameter
Zeitraum
2008-05-01 – 2011-10-31
Bewilligte Summe
869.853,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
0325043A
Leistungsplansystematik
Dünnschichttechnologien Chalkopyrite [EB1022]
Verbundvorhaben
01064472/1 – Strukturierung mittels Ultrakurzpuls Laser
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
Sogenannte Kupfer-Indium-Diselenid (CIS)-Dünnschicht-Solarzellen haben im Vergleich zu anderen Materialien vorteilhafte Eigenschaften: Sie haben beispielsweiße einen geringeren Materialverbrauch und einen vergleichsweise höheren Solarwirkungsgrad gegenüber anderen Dünnschichtsolartechnologien. Allerdings sind die beiden Prozesse mechanisches Ritzen und Nanosekunden-Laser-Ablation, die bis dahin für die Strukturierung verwendet wurden, problematisch, da sie zu einer Schädigung des Schichtsystems und einer geringeren Reproduzierbarkeit führen. Die Verwendung einer Pikosekunden-Laser-Ablation bietet dafür eine Lösung, da durch die kürzere Lichtimpulsdauer von ca. 10 Pikosekunden die Wechselwirkung von Licht und Material verringert wird und somit auch die thermische Einflusszone. Mit einem solchen Laser können die Dünnschichten selektiv getrennt werden. Da die Prozessgeschwindigkeit allerdings noch nicht hoch genug für eine industrielle Anwendung war, sollten im Rahmen dieses Projektes ein industriell relevantes Strukturierungsverfahren mit einer Prozessgeschwindigkeit von mehr als 1000 mm/s auf der Basis von Pikosekunden-Laser-Ablation erforscht und entwickelt werden.
Das Vorhaben untergliederte sich in folgende zehn Arbeitspakete: Beschaffung und Vorbereitung, Aufbau der Basis-Maschine, Vorversuche mit vorhandenem Leihsystem 2W/ 30 kHz, Präparation und Untersuchung von CIS-Schichten und CIS-Zellen, der physikalischen Vermessung von strukturierten CIS-Schichten und der elektrische Vermessung von strukturierten CIS-Schichten und CIS- Zellen. Außerdem der Anschaffung der Laserquelle für den Demonstrator und Planung beziehungsweise Konstruktion für die Integration, der Untersuchung von P1,P2 und P3 Strukturierung, der Untersuchung des Einflusses veränderter Strahlparameter auf die Strukturierung und der Optimierung des Demonstrator-Systems. Dieses Teilvorhaben beinhaltete dabei die Untersuchung des Einflusses veränderter Strahlparameter auf die Strukturierung.
Weitere Informationen