2018-08-01  –  2021-03-31

407.039,49 EUR

Technische Universität Berlin - Fakultät IV - Elektrotechnik und Informatik - Institut für Hochfrequenz- und Halbleiter-Systemtechnologien - Fachbereich Technologie für Dünnschicht-Bauelemente (TFD), Berlin, Berlin

0324095H

Dünnschichttechnologien Chalkopyrite [EB1022]

01171651/1  –  Rechnerunterstützte Optimierung des CIGS-Depositionsprozesses in der industriellen Umsetzung

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Ziel des Teilvorhabens ist die Erweiterung der CIGS-Zelle um eine Wide-Gap Perowskit-basierte Top-Zelle, um so deutliche Effizienzsteigerungen zu erreichen. Dabei sind erhebliche materialwissenschaftliche Fragestellungen zu lösen: Zum einen streben wir die Substitution der nasschemisch aufgebrachten p-leitfähigen Schicht durch Sputtern von p-leitenden Oxiden an, wobei wir hier die neue Technologie des Hohlkatoden-Gasflusssputterns (GFS) einsetzen und damit die Arbeiten am HZB EE-IP erweitern. Zum anderen ist es erforderlich, die bzgl. Plasmadamage sehr empfindliche Perowskit-Schicht mit einer transparent leitfähigen Frontkontaktschicht zu versehen. Um dies zu erreichen stellen wir hybride Metall-Halid-Perowskite durch Spincoaten her und deponieren TCOs in reaktiven Prozessen unter schonenden Bedingungen durch reaktives serielles Co-Magnetronsputtern (SCS) und durch magnetisch abgeschirmtes GFS. Die beiden Kerntechnologien GFS und SCS bieten neue Freiheitsgrade zur Kontrolle der chemischen Zusammensetzung und für die Prozessführung unter sanften Abscheidebedingungen. Die erste Methode ermöglicht einerseits Zugang zu bisher für Sputtern nicht verfügbare Materialien, andererseits auch die Optimierung bekannter Materialien bzgl. Dotierungsart und Grad. Die zweite Methode erlaubt eine sanfte Abscheidung auf empfindlichen Absorber wie CIGS. Im speedCIGS Projekt soll das Potential dieser innovativen Technologien im Hinblick auf die Performance von Tandem Pero-CIGS-Solarzellen untersucht und bewertet werden. Dafür werden die an der TU Berlin aufgebaute GFS Technologie und die im Rahmen des vorhergehenden TCO4CIGS Projektes entwickelte SCS Technologie genutzt. Im Rahmen der Projektarbeiten ist außerdem die Entwicklung von Perowskitschichten zu leisten, um diese an den Zellenaufbau anzupassen. An der TU Berlin werden dazu Perowskit Absorber mittels Spin-Coating untersucht.