Verbundvorhaben: EFFCIS-II - Hocheffiziente Cu(In,Ga)(S,Se)2-Dünnschichtsolarzellen und -module durch Verbesserung der Funktionsschichten und Grenzflächen; Teilvorhaben: Spektroskopische, chemische und mikrostrukturelle Analyse von CIGS-Solarzellen mit innovativen Absorber- und Kontaktschicht-Konzepten
Zeitraum
2020-04-01 – 2023-12-31
Bewilligte Summe
791.364,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE1059E
Leistungsplansystematik
Dünnschichttechnologien Chalkopyrite [EB1022]
Verbundvorhaben
01205049/1 – EFFCIS-II - Hocheffiziente Cu(In,Ga)(Se)2-Dünnschichtsolarzellen und -module durch Verbesserung der Funktionsschichten und Grenzflächen
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
Um den Wirkungsgrad von Cu(In,Ga)(S,Se)_2- (CIGS-) Dünnschicht-Solarzellen zu steigern, die Wirkungsgradverteilung zu minimieren, die Stabilität zu gewährleisten und die Kosten für bereits kommerziell erhältliche Solarmodule zu senken, müssen die physikalischen Eigenschaften der entsprechenden Funktionsschichten in den Bauelementen wissensgetrieben verbessert werden. Das Verbundvorhaben nimmt dabei die Ergebnisse des Vorläuferprojekts EFFCIS auf und leitet daraus verschiedene neue Forschungsansätze ab. Diese widmen sich sowohl der Optimierung der lichtabsorbierenden CIGS-Schicht (Einsatz von Alkali-Nachbehandlungen, Erhöhung der Bandlücke durch Einbringen von Silber in Kombination mit Gallium und Schwefel, Reduzierung der CIGS-Schichtdicke zur Kostensenkung) als auch der bilateralen Kontaktschichten (Einsatz alternativer Puffer-Materialien und Maßnahmen zur Grenzflächenpassivierung, um Verluste in den Bauelementen zu minimieren). Im Rahmen des Teilvorhabens am KIT werden die Eigenschaften entsprechender Solarzellen-Varianten der präparierenden Projektpartner mittels hochentwickelter Charakterisierungsmethoden vergleichend analysiert, um ein vertieftes Verständnis der Materialeigenschaften (Phasenbildung, Defekte, Bandlücken etc. in Abhängigkeit von der Zusammensetzung) bzw. Grenzflächen (chemische Struktur, Bandanordnung, Interdiffusionseffekte und resultierende Bildung von Fremdphasen) zu ermöglichen und durch Rückkopplung an die Hersteller zu einer Optimierung der Solarzellen-Strukturen bzw. der verwendeten Prozessbedingungen beizutragen. Zu diesem Zweck bringt das KIT mit drei beteiligten Gruppen komplementäre Expertisen im Bereich der optischen Spektroskopie (vorrangig Elektroreflektanz) am KIT-LTI, der Elektronen- und Röntgenspektroskopie am KIT-ITCP sowie der quantitativen Elektronenmikroskopie am KIT-LEM in das Konsortium ein, um mit den durchgeführten vergleichenden Analysen die Wirkungsgrad-Ziele des Projekts zu unterstützen.