Verbundvorhaben: Street - Einsatz von hocheffizienten Solarzellen in elektrisch betriebenen Nutzfahrzeugen; Teilvorhaben: Optimierung des transienten Schaltverhaltens von Zellen mit integrierten Bypassdioden
Zeitraum
2018-08-01 – 2021-12-31
Bewilligte Summe
378.782,76 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
0324275F
Leistungsplansystematik
Kristallines Silizium Gesamtentwicklung [EB1014]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
Das Teilvorhaben der Leibniz Universität Hannover (MBE) hat das übergeordnete Ziel, die wissenschaftlichen Grundlagen zur Maximierung des Modulertrages unter transienter Teilverschattung zu legen. Diese Ertragsmaximierung soll dadurch erfolgen, dass in jeder einzelnen Zelle Bypassdioden integriert werden sollen, anstatt wie bisher nur drei Bypassdioden pro Modul zu verwenden. Die Entwicklung und grundlegende Untersuchung dieser in die Zellen integrierten Bypassdioden ist die zentrale Aufgabe des MBE. Es ist bekannt, dass bei IBC-Zellen (engl. Interdigited Back Contact) sich berührende n+ und p+ dotierte Bereiche im kristallinen Silizium zu einem flächig homogenen, reversiblen Durchbruch bei Rückwärtspolung der Zellen führen, wodurch bei moderater Erwärmung der Zelle die Leistung gleichmäßig dissipiert wird und lokale Hotspots vermieden werden. Die vom ISFH angestrebte industrienahe, höchsteffiziente POLO-IBC-Zellstruktur enthält jedoch n+/p+ Übergänge im defektreichen polykristallinen (poly-) Silizium. Bisher fehlen wissenschaftliche Untersuchungen darüber, ob sich eine Rückwärts-IV-Charakteristik mit definiertem Durchbruchverhalten auch unter Anwesenheit einer hohen Zahl von Kristalldefekten realisieren lässt bzw. ob hier die negativen Auswirkungen auf die Vorwärtscharakteristik (erhöhte Rekombination) tolerabel sind. Diese wissenschaftlichen Grundlagen soll das MBE im Rahmen von Street legen. Daraus abgeleitete Design-Regeln sollen in die industrienahe Zellentwicklung des ISFH einfließen. Einen weiteren wichtigen Aspekt stellt das transiente Verhalten der Solarzellen mit integrierten Bypassdioden beim Umschalten von Vorwärts- auf Rückwärtsrichtung (entspricht dynamischen Schattenschlag) dar, welches untersucht, verstanden und parametrisiert werden soll. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Entwicklung des reaktionsschnellen MPP-Trackers (engl. Maximum Power Point), sowie in die Modulsimulationen des ISFH ein.
Weitere Informationen