2014-05-01  –  2015-04-30

1.000.305,00 EUR

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

0325715

Dünnschichttechnologien Chalkopyrite [EB1022]

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Für alle Dünnschichttechnologien weist die CIGS-Technologie mit ihren hohen Wirkungsgraden an Zellen von 20,8% auf Glas (ZSW, 2013) sowie Rekordwerten an industriellen Modulen von 15,7% (TSMC, 2013) ein sehr hohes Potenzial auf, um mit der heute den Markt dominierenden Silizium-Technologie mithalten zu können. Um jedoch im weltweiten Wettbewerb konkurrenzfähig zu sein, müssen die Herstellkosten für CIGS PV-Module weiter gesenkt werden. Wesentliche Hebel zu dieser Kostenreduktion sind die Erhöhung der Wirkungsgrade und die Reduktion der Materialkosten. Die Parameter für eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades im CIGS-System (Zelle und Modul) werden identifiziert und umgesetzt. Dies umfasst sowohl die Prozesse des CIGS-Absorbers selbst, als auch alle an der Realisierung des Bauelements involvierten Teilprozesse. Ein besonderes Augenmerk liegt auf einem gezielten Engineering der Grenzflächen zwischen den einzelnen Schichten. Ziel innerhalb dieses einjährigen Projektes ist es für CIGS-Zellen den Wirkungsgrad auf 21,5% zu steigern und mit verbesserten Teilprozessen an 10x10cm² Modulen ein Wirkungsgrad von 17,5% zu erzielen. Eine Kostenreduktion ist auch durch eine vereinfachte Zellstruktur über die Reduktion von Teilprozessen und unter Nutzung alternativer Cd-freier Puffersysteme erzielbar. Die hierfür notwendigen Teilprozesse wie z.B. Sputterpuffer Zn(O, S) werden weiterentwickelt. Das Produkt 'CIGS-Modul' muss wettbewerbsfähig sein und macht daher Untersuchungen aller neuen Prozesse bezüglich Langzeitverhalten notwendig. Die für die weitere Verbesserung der Wirkungsgrade relevanten Parameter werden an Testzellen kleiner Fläche (0,5cm²) mit statischen Laboranlagen identifiziert. Die jeweils entwickelten Teilprozesse werden danach auf den industrienahen inline Modus übertragen. Begleitend wird materialanalytisch und mit elektrischen und optischen Untersuchungsverfahren ein vertieftes Verständnis zu den Teilprozessen sowie ihren Einfluss auf das Bauelement gewonnen.