2024-05-01  –  2026-04-30

652.274,09 EUR

Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), Stuttgart, Baden-Württemberg

03EE1169B

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 technologisch etabliert, wobei die industrielle Umsetzung dieser Technologie in Europa derzeit nur noch durch wenige, vergleichsweise kleine Firmen verfolgt wird. Allerdings ist die technologisch/wissenschaftliche Kompetenz in Deutschland und insbesondere auch am ZSW auf diesem Gebiet sehr hoch und sollte im Hinblick auf zukünftige Entwicklungen unbedingt erhalten bleiben. Eine deutliche Wirkungsgradsteigerung ist durch die Kombination zweier Absorbermaterialien zu einer Tandemsolarzelle möglich. Hier ansetzend wird am ZSW in einer industrienahen Durchlaufanlage die Unterzelle dieses Tandems auf starren Glassubstraten optimiert. Der Einsatz einer Durchlaufanlage schließt die Brücke zwischen kleineren Laboranlagen und der industriellen Produktion; die am ZSW laufende F&E-Anlage stellt hier ein globales Alleinstellungsmerkmal dar. Die für Tandemanwendungen reduzierte Bandlücke im CIGS Absorber kann durch Änderungen in der Zusammensetzung erreicht werden. Durch Silber-Beimengung und Behandlung mit Alkalifluoriden wird die Qualität des Absorbers bei niedriger Bandlücke verbessert, um auch hier hohe Effizienz zu erreichen. Als weiterer positiver Effekt der Ag-Beimengung wird eine glattere Absorberoberfläche erwartet, was eine Voraussetzung für das Abscheiden von Perowskit­Schichten als Oberzelle ist. Weiterhin wird ein trockener Prozess für die Abscheidung geeigneter Puffer entwickelt. Galliumoxid und Zinkoxysulfid werden als alternative Puffer angepasst. Die Optimierung der Komponenten ermöglicht im Tandem Wirkungsgrade von >30%, was neue Wege der wirtschaftlichen Verwertung eröffnet. Die Produktion von Tandemsolarmodulen ist noch nicht etabliert, hier existiert gerade jetzt ein großes Fenster an Möglichkeiten. Im Projekt lndu-bottomCIGS soll nun gezielt die GIGS-Zelle im Hinblick auf die Verwendung in einem Tandem weiterentwickelt werden.