2017-10-01  –  2020-09-30

2.472.368,00 EUR

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

0324247

Kristallines Silizium Zellenentwicklung [EB1012]

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Das Steigern der Wirkungsgrade von Solarzellen bei möglichst geringen Herstellungskosten ist ein zentrales Entwicklungsziel im Bereich der Photovoltaik, um die Stromgestehungskosten in Deutschland weiter zu senken. Zudem erlauben höhere Wirkungsgrade signifikante Einsparungen bei Zell- und Modulkomponenten wie Halbleitermaterial, Metallen, Glas, Rahmen, Verbindern oder Einkapselungsfolien und tragen somit zu einer höheren Nachhaltigkeit und geringerem Ressourcenverbrauch bei. Silicium-Solarzellen dominieren derzeit den PV Markt mit einem Anteil von über 92%. Aufbauend auf dieser hohen Marktdurchdringung ist eine Tandemzelle mit Silicium als Unterzelle und einer Oberzelle aus dünnen III-V Halbleiterschichten ein besonders vielversprechender Ansatz, um eine substantielle Wirkungsgraderhöhung über den theoretischen Wirkungsgrad für Silicium von 29.4% hinaus zu realisieren. Tatsächlich konnte kürzlich am Fraunhofer ISE erstmals eine Dreifachsolarzelle aus GaInP/AlGaAs/Si Halbleitern demonstriert werden, welche einen Wirkungsgrad von 31.1% aufweist. In dem Projekt PoTaSi sollen die Prozesse zur Herstellung der III-V Halbleiterschichten sowie der Si Unterzelle weiter optimiert werden um die Effizienz auf 34-35% zu steigern. Dabei wird die Zellentwicklung kontinuierlich durch theoretische Modellierung unterstützt. Neben den hohen Wirkungsgraden verspricht das Zellkonzept eine sehr hohe Stabilität (vernachlässigbare Degradation).