Forschungsprojekte

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  • EmitterPlus

    Integrierter Prozess für die Formierung von Gasphasenemittern und Selektiven Kontakten

    © Fraunhofer ISE

    Schematische Darstellung der Solarzellenstruktur mit RVD Emitter auf der Vorderseite und rückseitigem passivierenden Kontakt.

    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

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  • Aufnahme einer gefertigten Dreifach-Solarzelle mittels Rasterelektronenmikroskopie. Auf die etwa 280 μm dicke Silicium-Unterzelle wurde der dünne Schichtstapel aus epitaktisch gewachsenen III-V Verbindungshalbleitern gebondet. Die Einfärbung wurde gemäß einer EDX Elementanalyse vorgenommen.

    Aufnahme einer gefertigten Dreifach-Solarzelle mittels Rasterelektronenmikroskopie. Auf die etwa 280 μm dicke Silicium-Unterzelle wurde der dünne Schichtstapel aus epitaktisch gewachsenen III-V Verbindungshalbleitern gebondet. Die Einfärbung wurde gemäß einer EDX Elementanalyse vorgenommen.

    Den Wirkungsgrad von Solarzellen zu steigern ist einer der wesentlichen Faktoren, um die Stromgestehungskosten weiter zu senken. Mehrfachsolarzellen machen das möglich, indem das Sonnenspektrum in den Teilzellen effizienter umgewandelt wird. Im Projekt »PoTaSi« werden Tandemsolarzellen aus III-V Halbleitern auf einer Siliziumsolarzelle hergestellt und analysiert, wobei die monolithische Integration der Teilzellen mittels Waferbonding erfolgt. Das Ziel ist die Bestimmung des technologischen Potentials dieser Tandemtechnologie anhand von optimierten Zellstrukturen, kalibrierten Messungen und optoelektronischer Simulation. Dazu werden in allen Bereichen die besten verfügbaren Technologien eingesetzt und weiterentwickelt. | Laufzeit: 10/2017 - 9/2020

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  • © Fraunhofer ISE/Dirk Mahler

    Am Fraunhofer ISE hergestellte III‑V‑Si-Tandemsolarzellen auf einem Wafer mit 100 mm Durchmesser.

    Solarzellen aus kristallinem Silizium dominieren den Photovoltaik-Markt aufgrund der hohen Verfügbarkeit des Si-Materials, niedriger Kosten und langjähriger Erfahrung mit der Zuverlässigkeit. Allerdings sind die Umwandlungswirkungsgrade einer Silicium-Einfachsolarzelle begrenzt. Dagegen haben III-V Mehrfachsolarzellen schon heute gezeigt, dass die Stromerzeugung auf der gleichen Fläche beinahe verdoppelt werden kann. | Laufzeit: 5/2017 - 10/2020

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