2021-05-01  –  2023-07-31

502.083,00 EUR

International Solar Energy Research Center Konstanz (ISC e. V.), Konstanz, Baden-Württemberg

03EE1102D

Kristallines Silizium Zellenentwicklung [EB1012]

01231721/1  –  POPEI - Produktionstechnologien für hochperformante kostengünstige IBC-Solarzellen

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Im Projekt POPEI soll zunächst ein Prozessfluss für IBC-Solarzellen (Interdigitated Back Contact) auf kristallinem Gallium (Ga) dotierten Siliziumwafer verfolgt werden, der ausschließlich auf industriell etablierte Prozesstechnologien aufsetzt. Das Teilvorhaben des ISC Konstanz hat dabei das Ziel, eine kosteneffiziente und industriell umsetzbare Prozesssequenz zur Strukturierung, Passivierung und Metallisierung der IBC Solarzellen zu erarbeiten, welche wir im Folgenden als Backendprozess bezeichnen. In diesem Teil des Gesamtprozesses werden aus dem bis dahin ganzflächig beschichteten Wafern IBC Solarzellen gefertigt, bei denen die Emitter- und Basisbereiche alternierend auf der Rückseite angeordnet werden. Einen Prozessschritt mehr als eine PERC Solarzelle erfordert der IBC1-Prozess: eine PECVD-Abscheidung von poly-Silizium. Die Mehrkosten durch diesen Prozessschritt müssen durch die zu erzielenden Wirkungsgradvorteile der IBC-Technologie kompensiert werden, um ökonomischen Erfolg mit diesem Konzept zu haben. Als alternativen Ansatz untersucht eine Kontaktierung beider Polaritäten mit Aluminium-Pasten, was ein hohes Potential zur Reduzierung der Kosten bietet. Neben reinen 2D Layouts soll das Potential von Layouts erforscht werden, bei denen die Metallisierung einer Polarität über ein dotiertes Gebiet anderer Polarität läuft und durch eine geeignete Isolationsschicht getrennt wird. Gelingt es im Projekt, die höhere Diffusionslänge des Ga-dotierten Wafermaterials und die niedrige Sättigungsstromdichte eines mit Poly-Silizium passivierten Emitters mit einem geeigneten Metallisierungsverfahren zu kombinieren, ist damit zu rechnen, dass die IBC-Architektur mittelfristig die PERC-Architektur als dominante Low-Cost-Technologie ablöst.