2014-10-01  –  2016-09-30

275.000,00 EUR

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

0325749A

Dünnschichttechnologien Chalkopyrite [EB1022]

01154640/1  –  NovaZOlar

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Übergreifendes Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Cd-freien Puffer- und transparenten Frontkontakt-Schichten für hocheffiziente CIGS-Dünnschichtsolarzellen, die beide aus dem chemischen Bad nach kostengünstigen, chemisch verwandten und technologisch skalierbaren Prozessen abgeschieden werden und nur auf ZnO basieren. Konkret bedeutet dies für den Puffer eine Zn(O,S)-Schicht und für das Fenster eine ZnO/ZnO:Al-Doppelschicht. Dieser Ansatz kann zu einer beträchtlichen Kostenreduktion führen durch den Ersatz von CdS und den damit verbundenem Verzicht auf anspruchsvolle Sicherheitsvorkehrungen bzw. die Entsorgung von toxischen Abfällen, durch die Substitution der teuren Sputtertechnologie zur Abscheidung der ZnO/ZnO:Al-Fensterschicht durch eine günstigere Nicht-Vakuummethode und durch die Vereinfachung der Komplexität der maschinellen Ausstattung durch die Möglichkeit der Abscheidung beider aufeinanderfolgenden Schichten im gleichen Reaktor. Neben dem ökonomischen Aspekt zielt das Projekt auf ein tieferes Verständnis des gegenseitigen Einflusses von Grenzflächen. Ein neuer Rekordwert von >20% für Cd-freie Zellen und >14 % für Cd-freie 30×30cm2 Module soll erzielt werden. Ziel des ZSW ist die Weiterentwicklung des Zn(O,S)-Pufferschicht durch Optimierung der Wachstumskinetik sowie die Anpassung der CIGS-Oberflächeneigenschaften in Bezug auf die Banddiskontinuität an der Puffer/Absorber-Grenzfläche. Die vom ZSW geplanten Aufgaben konzentrieren sich auf die Präparation von Absorberschichten und die Anwendung dieser für die Herstellung von Zellen mit Zn(O,S)-Puffer sowie von Referenzzellen mit CdS, auf die Entwicklung von schnellen Zn(O,S)-Prozessen unter Berücksichtigung von Schichtzusammensetzung und Verträglichkeit mit der CIGS-Absorberschicht und auf die Anwendung von kathodenzerstäubten ZnO/ZnO:Al- bzw. ZnMgO/ZnO:Al-Schichten als Frontkontakt (AP3) zur Präparation von Laborzellen und Minimodulen.