2018-08-01  –  2022-10-31

244.090,00 EUR

Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg - Naturwissenschaftliche Fakultät II - Institut für Physik - Fachgruppe Photovoltaik, Halle (Saale), Sachsen-Anhalt

0324297B

Dünnschichttechnologien Chalkopyrite [EB1022]

01183337/1  –  optiCIGSII - Optimierte Qualitätsanalyse von GIGS-Modulen mittels bildgebender Messtechnik und Spektroskopie

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Die CIGS-Dünnschichttechnologie zeigt nach wie vor ein hohes Wirkungsgrad-Potential. In den vergangenen Jahren konnten weitere Wirkungsgradsteigerungen sowohl auf Zell- als auch auf Modulebene erzielt werden. Insbesondere bei der Zellentwicklung konnten Verbesserungen durch die sog. PDT (Post Deposition Treatment; div. Alkalibehandlungen) erreicht werden, sodass der Wirkungsgrad von CIGS auf Zellebene demjenigen von monokristallinem Silicium sehr nahe kommt. In optiCIGSII werden verschiedene Optimierungskonzepte für CIGS-Dünnschichtmodule erforscht und implementiert. Hier ist einerseits die weitere Verbesserung des Rückwärtsverhaltens zu nennen, die parallel über drei komplementäre Konzepte (Versagensanalyse, inhärentes Rückwärtsverhalten der Zelle und modulintegriertes Bypassdiodenkonzept) angegangen wird. Neben der Verbesserung des Rückwärtsverhaltens sollen im optiCIGSII insbesondere auch die Charakterisierungsmethoden weiter entwickelt werden, die ein hohes Potential im Hinblick auf Qualitätsverbesserungen und damit auch Wirkungsgradsteigerungen erwarten lassen. Zu diesen Charakterisierungsverfahren zählen transiente, spektrale sowie 'steady state' Photolumineszenz, temperaturabhängige Kennlinienanalyse sowie bildgebende Verfahren zur Verifikation der Modulhomogenität. Unterstützt werden diese Optimierungsstrategien durch Materialanalytik sowie durch Modellbildung und Simulation. Im Bereich der Simulation werden sowohl 2D-Netzwerksimulation als auch 3D-FEM-Simulation eingesetzt, um z.B. die modulintegrierte Bypass-Diode auszulegen oder auch kritische Bereiche für das Sperrverhalten zu lokalisieren und optimieren. Das Projekt ist industriegetrieben. Damit bietet das Projekt bei erfolgreichem Abschluss eine gute Chance für die industrielle Nutzung und Verwertung der Ergebnisse. Das Konsortium beinhaltet neben einem Industriepartner, welcher die Koordination von optiCIGSII übernimmt, führende Forschungsinstitute Deutschlands auf dem Gebiet Photovoltaik.