2021-02-01  –  2024-04-30

303.114,00 EUR

Wavelabs Solar Metrology Systems GmbH, Leipzig, Sachsen

03EE1087C

Dünnschichttechnologien Sonstige Materialien/Technologien [EB1028]

01221740/1  –  KATANA - Kalibrierung großflächiger Tandem Solarzellen und -module für den industriellen Perowskit-Silizium-Markteintritt

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Die industrielle Herstellung von Perowskit-Silizium-Tandem Solarzellen und -modulen wird weltweit intensiv vorbereitet. Eine große Herausforderung für die industrielle Umsetzung ist eine präzise Effizienzbestimmung auf großen Flächen. Dies ist sowohl in der Entwicklung als auch in der späteren industriellen Produktion unabdingbar, um Veränderungen in der Zell- und Modultechnologie zu erfassen und korrekt zu bewerten. Heute stehen keine großflächigen Sonnensimulatoren mit ausreichender spektraler Güte zur Verfügung, die außerdem die Solarzellen ausreichend homogen ausleuchten. Perowskit-basierte Tandemmodule bringen zudem neue Herausforderungen mit sich, wie die Migration von Ionen, welche eine Stabilisierung des Arbeitspunktes unter Beleuchtung erforderlich machen. Blitzlicht- Simulatoren sind damit nicht ohne weiteres einsetzbar. Die Ermittlung der Messunsicherheiten für die Messung großer PSC/Tandemsolarzellen und -module ist dabei unerlässlich. Im Projekt Katana bündeln das international anerkannte Kalibrierlabor für Solarzellen und Module des Fraunhofer ISE, die Universität Freiburg und die Firmen WAVELABS, Oxford PV und Intego ihre Kompetenzen zur Entwicklung eines neuen Kalibrierverfahrens als zukünftigen Standard zur Effizienzbestimmung mit hoher Genauigkeit. Es werden Analysewerkzeuge entwickelt, die kalibrierte Wirkungsgradbestimmungen und in der Folge systematische Prozessoptimierungen ermöglichen. Die Messmethoden sollen es erlauben, Kennparameter lokal zu bestimmen und damit Rückschlüsse auf Probleme bei der Skalierung der Herstellungsprozesse zu ziehen. Diese Analyse wird ergänzt durch Simulationen als Absicherung der Kalibrierverfahren. Die Arbeiten im Projekt fokussieren sich auf die drängenden Fragen einer präzisen Kalibrierung von Perowskit-Silizium Tandemsolarzellen und Modulen. Das Projekt legt die Basis für eine industrielle Umsetzung dieser höchsteffizienten PV Technologie und ermöglicht den beteiligten Partnern einen Wettbewerbsvorsprung.