Galvanische Metallisierungsverfahren

Die Metallisierung von Solarzellen zählt zu den größten Kostenfaktoren im Herstellungsprozess. Ihr Einfluss sowohl auf die Zelleffizienz als auch auf die Modulanbindung ist sehr hoch. 

Während in der Produktion aktuell noch überwiegend mit Silber als Kontaktmaterial gearbeitet wird, entwickeln wir am Fraunhofer ISE bereits seit vielen Jahren alternative Fertigungsprozesse auf Basis von Kupfer. Das spart Kosten, erreicht gleiche Solarzellenwirkungsgrade und sichert die Verfügbarkeit der benötigten Materialien auch im stark wachsenden Photovoltaikmarkt. 

Wir entwickeln galvanische Metallisierungsverfahren für verschiedene Typen von Solarzellen. Sowohl für TOPCon- als auch für PERC-Solarzellen wird eine Laserstrukturierung der Antireflexschicht verwendet, um dann einen Schichtstapel aus Nickel, Kupfer und einem hauchdünnen Silberfinish aus der chemischen Lösung abzuscheiden. 

Für Silizium-Heterojunction- und Perowskit-Solarzellen sind besondere Maßnahmen erforderlich, um eine ganzflächige Abscheidung auf dem transparenten, leitfähigen Oxid zu vermeiden. Gleichzeitig müssen empfindliche funktionale Schichten vor Korrosion durch die galvanischen Bäder geschützt werden. Hier haben wir innovative Lösungen entwickelt, um auch für diese herausfordernden Anwendungsfälle galvanische Kupferkontakte zu realisieren.  

Auch auf III-V- oder Germanium-Materialien sind galvanische Metallprozesse interessante Alternativen für hochleitfähige und kosteneffiziente Kontakte. Auch wenn hier die Materialkosten meist eine geringere Rolle spielen, erlaubt die galvanische Metallabscheidung auch hier sehr leistungsfähige Metallkontakte unter wirtschaftlichen Bedingungen. 

Unsere FuE-Aktivitäten zum Thema »Galvanische Metallisierungsverfahren« umfassen:

• Galvanische Metallisierung von TOPCon-Solarzellen
• Galvanische Metallisierung von III-V-Halbleitern

Wir entwickeln mit Ihnen zusammen galvanische Abscheideprozesse auf Ihrem Silizium-Substrat.

Von der Anlagentechnik über die Auswahl des geeigneten Elektrolyten bis zur Strukturierung und Prozessführung sind wir Ihr Ansprechpartner für die elektrochemische Metallabscheidung auf Silizium.  
Unser Schwerpunkt liegt selbstverständlich auf der Abscheidung für Solarzellen. Hier bieten wir neben der galvanischen Expertise und einem großen Partnernetzwerk auch eine vollständige Charakterisierung aller Zell- und Metallisierungseigenschaften. In diesem Bereich verfügen wir ebenfalls über einen umfassenden Anlagenpark, von der Laboranlage für die Bearbeitung einzelner Wafer bis zur industriereifen Produktionsanlage mit einem Durchsatz von mehreren hundert Wafern pro Tag. Dies gilt sowohl für die galvanischen Prozesse als auch für die Laserstrukturierung. 

Wir stehen in Kontakt mit vielen verschiedenen Partnerinnen und Partnern aus den Bereichen Anlagenbau, Materialentwicklung und Prozessintegration. Bei Bedarf verfügen wir über die Kompetenz, eigene Lösungen zu entwickeln.

Wir entwickeln Lösungen zur Abscheidung der typischen galvanisch abscheidbaren Metalle und Metallschichtstapel auf unterschiedlichsten Halbleitermaterialien. 

Wir besitzen umfassende Erfahrung mit der Beschichtung von III-V Halbleitern (GaAs, GaInP etc.) sowie in der Beschichtung von Germanium. Neben der Beschichtung an sich stellen wir auch Lösungen für die Strukturierung, sowie die Vor- und Nachkonditionierung zur Verfügung. 

Für weitere Materialien greifen wir auf einen großen Erfahrungsschatz und einen umfassenden Anlagenpool zurück, um das gewünschte Prozessergebnis zu realisieren.