2015-05-01  –  2017-04-30

2.201.664,13 EUR

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

0325715A

Dünnschichttechnologien Chalkopyrite [EB1022]

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Die CIGS-Technologie weist innerhalb der Dünnschichttechnologien die höchsten Wirkungsgrade von 21,7% an Zellen auf Glas auf (ZSW, 2014) und hat zwischenzeitlich mit Rekordwerten an industriellen Modulen von 16% (Samsung, 2014) die Reife für den PV-Massenmarkt erreicht. Um im weltweiten Wettbewerb mit der c-Si Technologie jedoch konkurrieren zu können, müssen die Herstellkosten für CIGS-Module weiter gesenkt werden. Wesentliche Hebel hierzu sind die Erhöhung der Wirkungsgrade und die Reduktion der Materialkosten. Ziel des beantragten Vorhabens ist es durch ein tieferes Verständnis des CIGS-Wachstums und des Einflusses von Grenzflächen und Fremddotieratomen, den Wirkungsgrad auf einen neuen Rekordwert für Laborzellen von 23 % zu steigern und für 30x30 cm² Module einen herausfordernden Wirkungsgrad von ' > 18 % zu erzielen. Dieses vertiefte Verständnis der CIGS-Wachstumsprozesse unterstützt wesentlich die unter Kostenaspekten notwendige weitere Reduzierung der Prozesszeiten. Letztlich ist am Markt der Modulertrag die relevante Kenngröße für das PV-Modul. Die ihn begrenzenden Einflussgrößen sollen durch neue Untersuchungsmethoden identifiziert werden. Der Einfluss von Prozess- und Materialvariationen auf das Langzeitverhalten der CIGS-Module soll sowohl im Labor als auch im Freifeld unter Echtbedingungen bewertet werden. Auch das Verhalten unter hohen Spannungen wird evaluiert und die Zusammenhänge zwischen Herstellparametern und Moduleigenschaften geklärt. Die für die weitere Verbesserung der Wirkungsgrade relevanten Parameter werden an Testzellen kleiner Fläche (0,5cm²) identifiziert und danach auf den industrienahen Inline-Modus übertragen, um letztlich die Wirkungsgrade an Modulen bis 30x30 cm² zu verbessern. Begleitend wird materialanalytisch und mit elektrischen / optischen Untersuchungsverfahren ein vertieftes Verständnis der Verlustmechanismen und deren Einfluss auf das Bauelement gewonnen.