Technologien für höchste PV-Wirkungsgrade

Visualisierung des »Zentrums für höchsteffiziente Solarzellen« auf dem Campus des Fraunhofer ISE in Freiburg. Für den Neubau wurde im Oktober 2017 der Grundstein gelegt.

Zentrum für höchsteffiziente Solarzellen

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 multikristallines Silicium (22,3 %), aber auch den absoluten Wirkungsgradrekord von 46,1 %, basierend auf einer III-V-Mehrfachzellarchitektur. 

Um diese Spitzenstellung weiter ausbauen zu können, haben wir 2017 den Grundstein für ein neues Laborgebäude gelegt, das über eine an die künftigen technologischen Herausforderungen angepasste Reinraumausstattung verfügen wird. Im neuen »Zentrum für höchsteffiziente Solarzellen« können auf mehr als 1000 m2 modernster 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 PV-Industrie steigern.

 

Technische Ausstattung

Flexibel nutzbarer Reinraum mit 740 m²

Weitere Laborflächen von 340 m²

Hochtemperaturdiffusion (BBr3, POCl3)

Hochtemperaturoxidation (trocken und feucht)

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

Nasschemische Prozesse zur Reinigung und Strukturierung

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

Waferbonding-Technologie

Plasmatechnologie (PECVD und Ätzen)

Atomlagenabscheidung (ALD)

Bearbeitung von flexiblen Wafergrößen bis zu 157 x 157 mm²

Thermisches- und Elektronenstrahlverdampfen von Metallen und dielektrischen Schichten

Galvanische Metallverdickung

Umfangreiche Ausrüstung zur Material- und Bauelementcharakterisierung