2020-12-01  –  2021-10-31

341.537,84 EUR

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

03EE1084B

Dünnschichttechnologien Chalkopyrite [EB1022]

01221415/1  –  PaCo - Material- und Prozessentwicklung für cadmiumfreie CIGS Module: Optimierung und Qualifizierung der CIGS-Grenzfläche mit alternativer Pufferschicht und verbesserte TCO-Schichten

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Das Gesamtvorhaben konzentriert sich auf die Material- und Prozessentwicklung für cadmiumfreie Solarmodule auf Basis der Cu(In,Ga)Se2-Technologie (kurz CIGS). Es sollen hier großflächige, industrierelevante Herstellungsverfahren wie Kathodenzerstäubung oder chemische Badabscheidung (CBD) für die Herstellung von cadmiumfreien Pufferschichten als n-Typ-Partner für den CIGS-Absorber eingesetzt werden. Basierend auf neuen Forschungserkenntnissen im Bereich der CIGS-Oberflächenmodifizierung durch eine Alkalibehandlung, Beimischungen von Silber während der CIGS-Abscheidung sowie chemischen Prozessen auf der CIGS-Oberfläche, welche teilweise auf Zellbasis schon deutliche Wirkungsgradsteigerungen gezeigt haben, werden Prozesse für die Serienfertigung weiter optimiert. Ziel ist es, den CdS-Puffer mindestens wirkungsgradneutral durch einen cadmiumfreien Puffer zu ersetzen. Darüber hinaus soll der Modulwirkungsgrad auf großer Fläche durch den Einsatz verbesserter TCO-Schichten deutlich gesteigert werden und damit eine signifikante Reduktion der leistungsbezogenen Herstellungskosten realisiert werden. Im Teilvorhaben des ZSW werden Vorarbeiten zur Oberflächenmodifikation des Absorbers durchgeführt sowie, basierend auf neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen, CBD- und Sputterprozesse für die Herstellung von cadmiumfreien Pufferschichten und transparenten Kontaktschichten mit hohen Ladungsträgerbeweglichkeiten optimiert und gemeinsam mit den Partnern auf industrierelevante Produktionsanlagen übertragen. Darüber hinaus bringt das ZSW ein breites Portfolio von Material- und Device-Analytik in das Gesamtvorhaben ein.