Verbundvorhaben: DYNASTO - Dynamische Abscheidung von a-Si und TCO-Schichten für Hocheffizienz Si-Solarzellen für hochproduktive Fertigung bei reduzierten Herstellkosten; Teilvorhaben: Entwicklung eines spektralen, optischen Messverfahrens zur offline und inline Prozesskontrolle u. -optimierung von TCO-Schichten
Zeitraum
2019-01-01 – 2022-06-30
Bewilligte Summe
147.815,50 EUR
Ausführende Stelle
NXT GmbH, Heinsberg, Nordrhein-Westfalen
Förderkennzeichen
0324293F
Leistungsplansystematik
Kristallines Silizium Zellenentwicklung [EB1012]
Verbundvorhaben
01183209/1 – Dynasto - Dynamische Abscheidung von a-Si:H6TCO-Schichten für die Hocheffizienz Silizium-Heterojunction Solarzellen als Schlüssel für hochproduktive Fertigung bei reduzierten Herstellkosten
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
In diesem Teilvorhaben arbeitet die Firma NXT an einem zentralen Thema des Vorhabens mit. Dies ist Entwicklung eines kostengünstigen, hochtransparenten, hochleitfähigen und langfristig verfügbaren TCOs mit einem zu Silizium und Metall minimiertem Kontaktwiderstand. Die TCO-Schichten werden mittels inline Sputtern bei Verbundpartnern hergestellt. Aufgabe von NXT ist zunächst die offline Charakterisierung dieser Schichten sowie die Entwicklung eines Messkonzeptes für die schnelle inline Charakterisierung dieser Schichten auf texturierten Solarwafern. Dabei werden die spektrale Transmission, die optischen Konstanten und die Schichtdicke des jeweiligen TCO ermittelt, sowie optische Oszillatormodelle für diese Schichten entwickelt und anhand der optischen Modelle ein Maß für die elektrische Leitfähigkeit bestimmt. Diese Werte werden dann mit den für die Solarzellen relevanten Parametern Leitfähigkeit, Kontaktwiderstand und Wirkungsgrad korreliert. Daraus wird abgeleitet, wie man mit einer schnellen inline-Messtechnik eine Prozesskontrolle und Prozessoptimierung beim TCO-Sputtern gewährleisten kann. Die Charakterisierung der TCO-Schichten erfolgt dabei berührungslos mittels spektrometrischer, optischer Messtechnik von NXT. Dies ist sehr anspruchsvoll, da die Solarwafer texturiert sind und dadurch die gemessenen Spektren stark verfälscht werden. Da außerdem die Entwicklung einer inline fähigen Messtechnik im Vordergrund steht, gibt es sehr hohe Anforderungen an die Messgeschwindigkeit des Messsystems, welches on-the-fly messen muss und bei in der Massenproduktion üblichen Durchsatzraten von 0,7s/Wafer mindestens 1 Messpunkt je Wafer, um für eine inline Prozesskontrolle geeignet zu sein. Messungen erfolgen zuerst offline an TCO-Schichten auf Glasträger, poliertem Silizium und texturierten Solarwafern und anschließend inline auf texturierten Solarwafern.
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