Forschungsprojekte

Im Projekt EmitterPlus werden Gasphasenemitter (RVD: rapid vapour-phase direct doping) als Alternative zu herkömmlichen Emittern in Solarzellen mit selektiven Kontakten (TOPCon: tunnel oxide passivated contacts) untersucht. Ziel ist es, einen integrierten Prozess für Emitterdiffusion und Annealing der selektiven Kontakte zu entwickeln, mit dem Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 25 % hergestellt werden können. Hierzu werden die bereits bestehenden Prozesse angepasst und weiterentwickelt. Neben der Demonstration hocheffizienter Solarzellen wird das für eine industrielle Umsetzung des Gasphasenemitter-Prozesses notwendige Prozess- und Maschinen-Know-How generiert, um im Anschluss zusammen mit Maschinenbauern die industrielle Umsetzung zu erarbeiten. | Laufzeit: 06/2018 - 12/2020

Durch die zunehmende Verbesserung der Materialqualität und der Oberflächenpassivierung ist die Rekombination an den Metallkontakten einer der dominanten Verlustmechanismen in Siliciumsolarzellen. Eine Reduzierung dieses Verlusts kann durch die Verwendung von sogenannten passivierten Kontakten erreicht werden, die die Rekombination der Minoritäten unterdrücken und gleichzeitig einen verlustfreien Abtransport der Majoritätsladungsträger erlauben. Auf Basis eines ultradünnen dielektrischen Tunneloxids ist es uns gelungen, einen sehr effektiven passivierten Kontakt (TOPCon) zu realisieren, der die Oberfläche hervorragend passiviert, und gleichzeitig einen geringen Widerstand für den Ladungsträgertransport darstellt. | Laufzeit: 07/2011 - 06/2015

Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen ermöglichen höhere Wirkungsgrade als heutige Silizium-Solarmodule, stellen aber hohe Anforderungen an die Modulherstellung. Im Projekt »HoTSun« werden schonende Prozesse entwickelt, um diese empfindlichen Zellen zuverlässig zu verschalten, einzukapseln und zu industrietauglichen PV-Modulen mit über 26 Prozent Wirkungsgrad zu verarbeiten. | Laufzeit: 03/2025 - 02/2027

Projekt im Geschäftsfeld: Photovoltaik; Thema: Silicium-Photovoltaik, Perowskit- und Organische Photovoltaik; Arbeitsgebiet: Herstellung und Analyse von hocheffizienten Solarzellen, Perowskit-Silicium Tandemphotovoltaik; Laufzeit: 02/2021 - 01/2024

Um Perowskitschichten mit höchster Qualität für Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen herzustellen, verfolgen wir die Hybridroute aus Vakuumverdampfung Abscheidung aus Lösung. Die beiden Verfahren ergänzen sich optimal, um Perowskitschichten auf mikrometer-großen Siliziumpyramiden abscheiden zu können. Damit ist es uns gelungen, Effizienzen von über 32% zu erzielen. Nun übertragen wir diese Technologie in unserer Technologieplattform Pero-Si-SCALE mittels industriell skalierbaren Equipments auf volle Wafergrößen (M12). | Laufzeit: 05/2023 - 04/2026

Die Q.ANTUM Technologie von Qcells wird zur Entwicklung von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen genutzt, um diese auf ein höheres technologisches Reifegradniveau (TRL) zu bringen und eine Industrialisierung vorzubereiten. | Laufzeit: 09/2022 - 10/2025

Projekt im Geschäftsfeld Photovoltaik, Thema: III-V- und Konzentrator-Phtotovoltaik, Silicium-Photovoltaik Arbeitsgebiete: III-V-Epitaxie und Solarzellen, Herstellung und Analyse von hocheffizienten Solarzellen, Kontaktierung und Strukturierung Laufzeit: Mai 2015 - April 2019

Perowskit-Solarzellen versprechen höchste Effizienz. Die großflächige industrielle Fertigung scheitert jedoch bisher an der Komplexität des Sprühprozesses. Ein reproduzierbares, skalierbares Verfahren soll Abhilfe für die Branche schaffen. Im Projekt »INTERVENTION« untersuchten wir die Optimierung des Spray-Coatings, durch Kombination von digitaler Simulation und experimenteller Charakterisierung. Ein Forschungsteam entwickelte datengesteuerte Lösungen zur systematischen Parameteroptimierung. Ziel des Projekts war eine effizientere Fertigung auf großen Waferformaten sowie schnellere Optimierung ohne aufwändige Versuchsreihen – ein entscheidender Schritt zu wirtschaftlich rentablen Hochleistungs-Solarzellen. | Laufzeit: 01/2023 - 10/2025

Projekt im Geschäftsfeld Photovoltaik, Themen: Silcium-Photovoltaik, III-V- und Konzentrator-Photovoltaik, Neuartige Photovoltaik-Technologien; Themen: Herstellung und Analyse von hocheffizienten Solarzellen, III-V Epitaxie und Solarzellen, Photonenmanagement; Laufzeit: April 2013 - März 2015

Perowskit-Silicium-Tandemsolarzellen haben das Potential, die Nachfolgetechnologie der bisher dominierenden Siliciumsolarzellentechnologie zu werden. Um die Entwicklungen im unteren Technologiereifegrad (TRL 1-4) schneller in eine industrielle Produktion überführen zu können und zusammen mit der deutschen und europäischen Photovoltaikindustrie die Entwicklung der nächsten Zellgeneration zu beschleunigen, soll im Projekt Pero-Si-SCALE eine unabhängige Technologie-Plattform für Perowskit-Silicium-Tandemtechnologie aufgebaut werden. Hierzu gehören Technologien zur Herstellung von Zellen und Modulen, aber auch eine umfangreiche Charakterisierungs- und Analyse-Umgebung von der Zelle bis hin zum fertigen PV-Kraftwerk. | Laufzeit: 05/2023 - 12/2025