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Zentrum für höchsteffiziente Solarzellen

Unser neu eingeweihtes Laborgebäude im Filmportrait.

Zentrum für höchsteffiziente Solarzellen
© Fraunhofer ISE / Foto: Guido Kirsch

Technologien für höchste PV-Wirkungsgrade

Im neu eingeweihten »Zentrum für höchsteffiziente Solarzellen« werden innovative Prozesse und Technologien für den künftigen Einsatz in der Industrie erforscht.

Zentrum für höchsteffiziente Solarzellen

Virtuelle Einweihung des Zentrums für höchsteffiziente Solarzellen am 27.04.2021

Im »Zentrum für höchsteffiziente Solarzellen« evaluieren wir Technologien, mit denen höchste PV-Wirkungsgrade erreicht werden können, und setzen sie auf internationalem Spitzenniveau um. Zu den Anwendungsmöglichkeiten von Höchsteffizienzsolarzellen gehören neben herkömmlichen Solarmodulen auch die Stromversorgung von Satelliten, Elektroautos, autarken Sensoren sowie elektronischen Geräten. Das Fraunhofer ISE hält im Bereich der höchsteffizienten Solarzellen mehrere Weltrekorde, wie den Wirkungsgradrekord für beidseitig kontaktierte Siliciumsolarzellen (26 %) oder den Wirkungsgradrekord von 46,1 % für eine Vierfachsolarzelle, basierend auf einer III-V-Mehrfachzellarchitektur. 

Um diese Spitzenstellung weiter ausbauen zu können, haben wir nach einer intensiven Planungs- und Bauphase unser neues Laborgebäude eingeweiht, das über eine an die künftigen technologischen Herausforderungen angepasste Reinraumausstattung verfügt. Im neuen »Zentrum für höchsteffiziente Solarzellen« können auf mehr als 1000 m2 modernster Reinraum und Laborfläche fortschrittliche PV-Technologien getestet und optimiert werden. Dort sollen innovative Prozesse und Technologien für den künftigen Einsatz in der Industrie erforscht werden. Neben der Weiterentwicklung der Silicium- und III-V-Technologie, liegt ein Fokus des neuen Zentrums in der Kombination dieser beiden Materialien: Höchsteffiziente siliciumbasierte Tandemzellen sind eine der vielversprechendsten Zukunftstechnologien der Photovoltaik. Mit dem neuen Laborgebäude will das Fraunhofer ISE auch in Zukunft wegweisende neue Solarzellentypen und -Technologien entwickeln und die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen und europäischen PV-Industrie steigern.

Technische Ausstattung

Flexibel nutzbarer Reinraum mit 740 m² und weitere Laborflächen von 340 m² mit angepassten Reinstmedienversorgungssystem

Hochtemperaturdiffusion (BBr3, POCl3)

Hochtemperaturoxidation (trocken und feucht)

Ionenimplantation (P, B, H, Ga, Si)

Nasschemische Prozesse zur Reinigung und Strukturierung von Si oder III-V Wafern

Gelblichtbereich für Photo- und Laserlithographie zur Erzeugung von Mikrostrukturen mit beidseitiger Alignierung

Waferbonding-Technologie (zur Verbindung von III-V Wafern oder III-V und Si-Wafern)

Plasmatechnologie (PECVD- und LPCVD-Abscheidung und Plasmaätzen)

Atomlagenabscheidung (ALD) (zur Abscheidung von Al2O3, TiOx, ITO, TCOs, etc.)

Bearbeitung von flexiblen Wafergrößen bis zu M4 (162 x 162 mm²)

Aufdampfanlagen für thermisches- und Elektronenstrahlverdampfen von Metallen und dielektrischen Schichten

Galvanische Metallverdickung für die Kontaktierung von Solarzellen

Umfangreiche Ausrüstung zur Material- und Bauelementcharakterisierung

Nasschemiebank im Gelblichtraum
© Fraunhofer ISE / Foto: Guido Kirsch
Nasschemiebank im Gelblichtraum.
Tandemsolarzelle
© Fraunhofer ISE
Tandemsolarzellen aus III-V-Halbleitern und Silicium haben das Potenzial, die Photovoltaik auf ein neues Effizienzniveau zu heben.
Versorgungssytem des Zentrums für höchsteffiziente Solarzellen
© Fraunhofer ISE / Foto: Guido Kirsch
Versorgungssytem des Zentrums für höchsteffiziente Solarzellen.

Weitere Information:

Mehr Informationen zur Entwicklung von Silicium-, III-V- und Tamdemsolarzellen finden Sie auf unseren Geschäftsfeldseiten.

III-V auf Si

Si-Unterzelle

Pero-auf-Si

III-V-Mehrfachsolarzellen

III-V- und
Konzentrator-
Photovoltaik

Herstellung und Analyse von hoch­effizienten Si-Solarzellen