2024-05-01  –  2026-04-30

652.482,45 EUR

Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie Gesellschaft mit beschränkter Haftung - Geschäftsfeld Energie - PVcomB (GF-PVK), Berlin, Berlin

03EE1169A

Dünnschichttechnologien Sonstige Materialien/Technologien [EB1028]

01256111/1  –  Indu-bottomCIGS - „Bottom Device“ Entwicklung für (flexible) Tandemsolarzellen basierend auf industriekompatiblen CIGS Verbindungshalbleitern

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Dünnschichtsolarmodule auf der Basis von CIGS sind weitgehend ausgereift. Die erreichten Wirkungsgrade lassen sich kaum noch wirtschaftlich vertretbar erhöhen. Die industrielle Umsetzung dieser Technologie wird in Europa derzeit nur noch durch wenige, vergleichsweise kleine Firmen verfolgt, unter anderem vom Projektpartner Avancis. Allerdings ist die technologischwissenschaftliche Kompetenz insbesondere in Deutschland auf diesem Gebiet sehr hoch und sollte im Hinblick auf zukünftig Entwicklungen im Bereich der Solarenergie unbedingt erhalten bleiben. Eine deutliche Wirkungsgradsteigerung ist erreichbar, wenn zwei lichtabsorbierende Materialien mit unterschiedlicher Bandlücke in einer Tandemsolarzelle kombiniert werden. Hierzu kann man zwei Solarzellen mit jeweils eigenen Front- und Rückkontaktanschlüssen mechanisch stapeln (4 Terminals, 4T) oder einen kompakten Schichtstapel entwickeln, der beide Bauteile enthält und nur je einen Front- und Rückkontakt besitzt (2T). 2T-Tandems wurden am ZSW sowie am HZB bereits mit nicht für Tandems optimierten CIGS-Solarzellen als Bottom- und metallorganischen Perowskitsolarzellen als Top-Zelle mit Wirkungsgraden deutlich über denen der Einzelzellen hergestellt. Die weitere Optimierung der Komponenten ermöglicht Wirkungsgrade von >30%, was neue Möglichkeiten der wirtschaftlichen Verwertung eröffnet. Das Teilprojekt des HZB im Vorhaben Indu-bottomCIGS soll die CIGS-Zelle gezielt auch auf flexiblen Substraten und im Hinblick auf die Verwendung als Bottom-Zelle in einem Tandem weiterentwickeln. Das HZB ist der einzige Partner im Verbund, der auf flexiblen Substraten arbeiten wird. Durch den Einsatz von Dünnschichttechnologien auf flexiblen Substraten erschließen sich Anwendungsfelder, für die das Gewicht (g/m²) der resultierenden Technologie eine verstärkte Rolle spielt und für die bisherige Leistungsdichten (W/m²) nicht attraktiv waren. Die beantragte Laufzeit von Indu-bottomCIGS beträgt 2 Jahre.