Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISEUm drohende Lieferengpässe abzufedern und die Herstellungskosten von Siliciumsolarzellen zu senken, ist ein hoher Produktionsdurchsatz nötig – ein entscheidender Faktor nicht nur für den PV-Ausbau in Deutschland, sondern weltweit. Ein Konsortium unter Leitung des Fraunhofer ISE hat deshalb im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Projekts »NextTec« ein Proof-of-Concept für die eine künftige Produktionslinie mit einem Durchsatz von 15 000 bis 20 000 Wafern pro Stunde erarbeitet. Dies entspricht mindestens einer Verdopplung des Durchsatzes verglichen mit aktuell eingesetzten Produktionssystemen. Ein Schwerpunkt der Arbeiten am Fraunhofer ISE hat die beschleunige Messung der Strom-Spannungs-Kennlinie gebildet. | Laufzeit: 05/2019 - 10/2022
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NextTec – kontaktlose Leistungsmessung für Solarzellen
PV-Produktionstechnologien der nächsten Generation für eine Durchsatzsteigerung
Teilverschattete Photolumineszenz-Aufnahmen einer Solarzelle zeigen u.a. Unterbrechungen in der Metallisierung.
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Projekt im Geschäftsfeld Photovoltaik, Thema: Silicium-Photovoltaik, Arbeitsgebiet: Pilotherstellung von industrienahen Solarzellen, Charakterisierung von Prozess- und Silicium-Materialien, Herstellung und Analyse von hocheffizienten Solarzellen, Laufzeit: 09/2016 - 02/2020
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Leistungsdaten zweier Gruppen von Solarzellen mit passiviertem Emitter und passivierter Rückseite: in Blau die beste Gruppe ohne StroKoFo-Behandlung, in Rot die beste Gruppe des Experiments mit StroKoFo-Prozess, durch den die Effizienz der Solarzellen um 0.37%abs und damit signifikant gesteigert wird.
Im Mittelpunkt des Projektes StroKoFo steht ein innovativer Prozess zur Formierung bzw. Optimierung des Metall-Halbleiter-Kontaktes von Silizium-Solarzellen (StroKoFo-Prozess), der auf einem anderen physikalischen Prinzip basiert als der herkömmliche Feuerprozess. | Laufzeit: 02/2020 - 01/2023
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Abb. 1: Strukturuntersuchungen von Querschnitten mit Rasterelektronenmikroskop nach dem Ätzprozess (links) und nach dem Reorganisationsprozess (rechts).
Projekt im Geschäftsfeld Photovoltaik, Themen: Silcium-Photovoltaik, Neuartige Photovoltaik-Technologien; Arbeitsgebiete: Epitaxie, Si-Folien und SiC-Abscheidungen, Tandemsolarzellen auf kristallinem Silicum; Laufzeit: April 2014 - März 2015
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Abriss des Applikationsumfangs der Messplattform modulum.
Um die Stromgestehungskosten photovoltaischer Stromerzeugung weiter zu senken, muss sich die moderne Forschung und Entwicklung im Bereich Silicium-Photovoltaik auf die Materialqualität fokussieren: Dies schließt sowohl die Feedstockqualität als auch die Auswirkungen des Kristallisationsprozesses, der Waferherstellung und des Solarzellprozesses auf die Materialqualität ein. Dazu bedarf es präziser Analyseverfahren für wirkungsgradlimitierende elektrische Eigenschaften in allen Stadien der Solarzellenproduktion – von der Kristallisation bis zur Metallisierung. Mit modulum hat das Fraunhofer ISE eine vielseitige Messplattform für präzise Material- und Zellanalysen geschaffen, die auf dem Messprinzip harmonisch modulierter Lumineszenz basiert und die Photovotaikindustrie dabei unterstützen soll, zukünftige Herausforderungen der Silicium-Photovoltaikforschung zu bewältigen.
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