Verbundvorhaben: Nicht-Vakuum prozessierte ZnO-basierte Puffer- und Fenster-Schichten für die CIGS Solarzellentechnologie - NovaZOlar; Teilprojekt: Entwicklung flüssigprozessierter ZnO-basierten Puffer- und Frontkontaktschichten für CIGS-Solarzellen
Zeitraum
2014-10-01 – 2016-09-30
Bewilligte Summe
119.586,03 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
0325749B
Leistungsplansystematik
Dünnschichttechnologien Chalkopyrite [EB1022]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
Die Cu(In,Ga)Se2- (CIGS-) Dünnschichtsolarzellentechnologie hat im vergangenen Jahrzehnt kontinuierliche Fortschritte gemacht. Der Rekordwirkungsgrad für CIGS-Zellen liegt inzwischen bei 20,8% und damit höher als Solarzellen aus multikristallinem Silizium, während CIGS-Module in industrieller Standardgröße Wirkungsgrade bis 15,9% erreichen. Hocheffizienz-CIGS-Module verwenden eine sogenannte Pufferschicht aus CdS, die mittels chemischer Badabscheidung aufgebracht wird. Das Vorhandensein von Cadmium in den Modulen wie auch seine Verarbeitung und Entsorgung der cadmiumhaltigen Produktionsabfälle stellen eine Belastung für die Umwelt dar. Ein zweiter potentieller Engpass der CIGS-Technologie ist der transparente Frontkontakt (transparent conductive oxide, TCO) aus i-ZnO/Al:ZnO, das mittels Kathodenzerstäubung abgeschieden wird und daher teure Vakuumanlagen benötigt. Eine vakuumlose TCO-Abscheidung auf einfacheren Anlagen mit geringeren Investitionskosten wäre wirtschaftlich attraktiver und könnte die Wettbewerbsfähigkeit von CIGS-Modulen im Vergleich zu den etablierten siliziumbasierten Technologien stärken. Diese beiden Funktionsschichten sollen im Vorhaben erforscht und auf seine Tauglichkeit im Vergleich zu den bisherigen Materialien bzw. Verfahren untersucht werden. Die Produktionsfähigkeit und die Herstellkosten sollen im Vergleich zu den bisherigen Verfahren geprüft werden. Der Arbeitsplan des Gesamtvorhabens teilt sich in acht Arbeitspakete auf. In Arbeitspaket 1, 2 und 5 stellt Manz CIGS Technology geeignete Materialien als Referenz- oder Versuchsmaterial nach den jeweiligen Anforderungen der Partner (in der Regel in den Größen von 5cm x 5cm bis 30cm x 30cm) zur Verfügung. Weitere Aufgaben (Arbeitspaket 6 und 7) sind neben der technischen Bewertung der Anlagen und Verfahren im Hinblick auf eine industrielle Hochskalierung auch eine Kostenanalyse zur Überprüfung der wirtschaftlichen Umsetzbarkeit der Prozesse.
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