2020-04-01  –  2021-04-28

12.424,19 EUR

NICE Solar Energy GmbH, Schwäbisch Hall, Baden-Württemberg

03EE1059G

Dünnschichttechnologien Chalkopyrite [EB1022]

01205049/1  –  EFFCIS-II - Hocheffiziente Cu(In,Ga)(Se)2-Dünnschichtsolarzellen und -module durch Verbesserung der Funktionsschichten und Grenzflächen

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Ziel des geplanten Verbundprojektes ist es die Wissensbasis des pn-Übergangs im Hinblick auf die Volumeneffekte des Absorbers sowie die umgebenden Funktionsschichten zu erweitern. Die so gewonnen Erkenntnisse sollen dann zur Steigerung der Effizienz von Cu(In,Ga)Se-Solarzellen und –Modulen genutzt werden. Für die Wirkungsgradsteigerungen der CIGS-Solarzellen in den letzten Jahren ist im Wesentlichen die Einführung der Alkalinachverdampfung verantwortlich. Trotz intensiver Anstrengungen ist das komplexe Verhalten noch nicht gänzlich verstanden. Durch die gezielte Variation unterschiedlicher Alkalikonzentrationen sowie die Untersuchung von weiteren Wirtsmaterialien wie Ag oder Ga soll ein besseres Verständnis für Alkali-Volumeneffekte in der CIGS-Schicht erarbeitet werden, welche zu neuen Lösungsansätzen zur Wirkungsgradsteigerungen führen könnten. In diesem Zusammenhang soll zusätzlich die Einbringung von Silber zur Erhöhung der Bandlücke untersucht werden, welche ein erhebliches Potential zur Wirkungsgradsteigerung verspricht. Hierbei soll der optimale Ag-Gehalt in der CIGS-Schicht bestimmt werden sowie das Zusammenwirken mit Alkalidotierungen aufgeklärt werden. Durch eine Veränderung der CIGS-Eigenschaften kann eine weitere Anpassung der Puffermaterialien notwendig werden. Im Zuge der Cd-freien Puffermaterialien eignet sich unter anderem Zn(O,S) als Puffermaterial, da dessen Bandlücke und somit die Bandanpassung über das Sauerstoff zu Schwefelverhältnis eingestellt werden können. Durch Variation der Zusammensetzung und der Abscheidungsmethode soll im Vorhaben eine individuelle Bandanpassung an die entsprechende CIGS-Schicht erfolgen. Das Zusammenspiel von Universitäten und Instituten mit den Experten für die jeweilige Analysemethode bzw. Modellierung innerhalb des Vorhabens schafft dabei die Voraussetzung zur Entwicklung neuer Potentiale für bessere Wirkungsgrade und höheren Stabilitäten, welche direkt in die Prozesse der Industriepartner fließen können.