Präzisionsvermessung einer Solarzelle im CalLab PV Cells

Kerfless Wafer Technologie

Silicium-Photovoltaik

Im Thema Silicum-Photovoltaik beschäftigen wir uns mit folgenden Arbeitsgebieten

 

Feedstock, Kristallisation und Wafering

 

Epitaxie, Si-Folien und SiC-Abscheidungen

 

Charakterisierung von Prozess- und Silicium-Materialien

 

Dotierung und Diffusion

 

Oberflächen: Konditionierung, Passivierung, Lichteinfang

 

Kontaktierung und Strukturierung

 

Herstellung und Analyse von hocheffizienten Solarzellen

 

Pilotherstellung von industrienahen Solarzellen

 

Messtechnik und Produktionskontrolle

 

Dünnschicht-Siliciumsolarzellen

 

Technologiebewertung

Rund 90 % der hergestellten Solarzellen basieren auf kristallinem Silicium. Wirkungsgrad, Preis-/Leistungsverhältnis, Langzeitstabilität und Kostenreduktionspotenziale sprechen dafür, dass dieser Leistungsträger der terrestrischen Photovoltaik auch künftig marktbeherrschend sein wird. Das Fraunhofer ISE bildet die gesamte Wertschöpfungskette der kristallinen Silicium-Photovoltaik ab, vom Material bis zur Qualitätssicherung für Module und Kraftwerke. Die FuE-Angebote zielen darauf ab, gemeinsam mit der Industrie neue innovative Produkte zur Marktreife zu führen. Ziel ist, die Herstellungskosten zu senken und die Wettbewerbsfähigkeit der PV-Industrie in Deutschland und Europa zu stärken.


Die Silicium-Material-Plattform des Fraunhofer ISE forscht zu allen Prozessschritten von der Kristallisation mono- und multikristalliner Ingots bis zum Blocksägen, Polieren und Wafern. 2015 entstand die Ausgründung NexWafe GmbH, die den am Institut entwickelten Herstellungsprozess für epitaktisch gewachsene Wafer (»kerfless wafer« Technologie) als bahnbrechende drop-in Technologie in die Produktion transferiert.

2015 hat das Fraunhofer ISE einen neuen Weltrekord für beidseitig kontaktierte Si-Solarzellen mit der TOPCon-Technologie aufgestellt (η = 25.1%). Diese Technologie basiert auf einem dünnen Tunneloxid und einer darauf abgeschiedenen hochdotierten Si-Schicht. Die so ermöglichten selektiven Kontakte lassen nur einen Ladungsträgertyp passieren. Die TOPCon-Technologie hat großes Potenzial, das Institut arbeitet derzeit an der industriellen Umsetzung für diesen Zelltypus.

Im Photovoltaik-Technologie Evaluationscenter PV-TEC werden neue Prozesse und Anlagen erprobt. Dazu zählen aktuell neuartige Prototypen zur Extrusion von Metallisierungspasten bei der Herstellung sehr leitfähiger, schmaler und hoher Kontakte sowie zur Nutzung von Folien und lokaler Laserlegierung für die Metallisierung von rückseitenpassivierten Solarzellen.

Ein noch junges Forschungsfeld sind siliciumbasierte Tandemsolarzellen, mit denen das praktische Wirkungsgradpotenzial der reinen Siliciumsolarzelle deutlich übertroffen werden kann. Hierfür hat das Fraunhofer ISE aufgrund seiner Expertise im Bereich der III-V-, Perowskit- und Siliciumsolarzellentechnologie ideale Voraussetzungen.

Auch bei der Modultechnologie stehen optimale Wirkungsgrade, reduzierte Kosten und höchste Zuverlässigkeit im Fokus.

In Ergänzung zu unserer Forschung und Entwickung zum Thema Silicium-Photovoltaik bieten wir unseren Kunden umfassende Charakterisierungsservices in unserem akkreditierten Labor:

  • PV-TEC
    Photovoltaik-Technologie Evaluationscenter
  • SIMTEC
    Silicon Material TEChnology research center

Stefan Glunz

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Prof. Dr. Stefan Glunz

Silicium-Photovoltaik

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5191

Fax +49 761 4588-9191

Ralf Preu

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Dr.-Ing. Ralf Preu

Silicium-Photovoltaik

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5260

Fax +49 761 4588-9260

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Dr. Stephan Riepe

Feedstock, Kristallisation und Wafering

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5636

Fax +49 761 4588-9636

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Dr. Stefan Janz

Epitaxie, Si-Folien und SiC-Abscheidungen

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5261

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Dr. Wilhelm Warta

Charakterisierung von Prozess- und Silicium-Materialien

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5192

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Dr.-Ing. Jan Benick

Dotierung und Diffusion

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5020

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Dr. Jochen Rentsch

Oberflächen: Konditionierung, Passivierung, Lichteinfang

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5199

Fax +49 761 4888-9199

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Dr. Markus Glatthaar

Kontaktierung und Strukturierung

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5918

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Dr. rer. nat. Martin Hermle

Herstellung und Analyse von hocheffizienten Solarzellen

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5265

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Dr.-Ing. Daniel Biro

Pilotherstellung von industrienahen Solarzellen

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5246

Fax +49 761 4588-9246

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Dr. Stefan Rein

Messtechnik und Produktionskontrolle

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5271

Fax +49 761 4588-9271

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Dr. Dietmar Borchert

Dünnschicht-Siliciumsolarzellen

Fraunhofer ISE
Auf der Reihe 2
45884 Gelsenkirchen

Telefon +49 209 15539-13

Ralf Preu

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Dr.-Ing. Ralf Preu

Technologiebewertung

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5260

Fax +49 761 4588-9260

 

Veröffentlichungen zum Thema Silicium-Photovoltaik