Photovoltaik-Technologie Evaluations Center (PV-TEC)

© Foto Fraunhofer ISE

Der Oxidations- und Diffusionsofen im Photovoltaik Technologie Evaluationscenter PV-TEC arbeitet vollautomatisch.

Das Photovoltaik Technologie Evaluationscenter PV-TEC am Fraunhofer ISE wurde mit Hilfe des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) aufgebaut um die Lücke zwischen Laborforschung und industrieller Anwendung zu schließen. In diesem Großlabor stehen modernste Prozess- und Charakterisierungsgeräte für die Entwicklung von Siliciumsolarzellen zur Verfügung.

Das PV-TEC fokussiert sich auf folgende Kernthemen im Bereich der Produktionstechnologie und Messtechnik für kristalline Siliciumsolarzellen:

  • Evaluation und Entwicklung von Herstellungsprozessen und Prozesstechnologiekomponenten
  • Entwicklung und Fertigung von fortgeschrittenen industriellen Solarzellenstrukturen
  • Charakterisierung und Entwicklung von Materialien und Solarzellen
  • Schulung und Training für PV-Technologie
  • Prozesstransfer mit Vor-Ort-Unterstützung
  • Ökonomische Kostenstudien

 

Das PV-TEC bedient Unternehmen aus allen Bereichen der PV-Wertschöpfungskette:

  • Solarzellenhersteller / Modulhersteller
  • Anlagenhersteller
  • Materialhersteller (Silicium und Prozessmaterialien)

Standardprozess

Detailaufnahme der Automatisierung des Oxidations- und Diffusionsofens
© Foto Fraunhofer ISE

PV-TEC: Detailaufnahme der Automatisierung des Oxidations- und Diffusionsofens.

Am Fraunhofer ISE arbeiten wir an der Weiterentwicklung des Standardprozesses der Solarzellenherstellung und fügen Verbesserungen ein, wie beispielsweise selektive Emitter oder Feinlinienkontakte. Hierdurch ist sichergestellt, dass im PV-TEC ein hochwertiger kontinuierlich optimierter Baselineprozess zur Verfügung steht, welcher die Referenz für die Prozessentwicklungen darstellt. Durch die Standardisierung der Waferformate ist das PV-TEC in der Lage auch teilprozessierte Solarzellen abschließend zu prozessieren. Es können die Formate 125x125 mm² , 156x156 mm² und 210x210 mm² durchgängig mit allen Prozesssystemen bearbeitet werden. Hierdurch kann Halbzeug für Materialtests gefertigt werden oder es können gezielt einzelne Fertigungsschritte ausgetauscht oder optimiert werden. Für die Prozessierung von Wafern anderer Formate, kontaktieren Sie uns bitte. Wir verfügen über verschiedene Adapter für die Carriersysteme oder können auch kleine Serien mit entsprechenden Anlagen durchführen.

Passivierte Rückseiten

Im PV-TEC prozessierter, 120 µm dünner Wafer.
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Im PV-TEC prozessierter, 120 µm dünner Wafer.

Ein weiterer wichtiger Schritt zu höheren Effizienzen ist die Passivierung der Solarzellenrückseite. In diesem Bereich bietet das PV-TEC verschiedene Reinigungs- und Passivierungsverfahren für die Rückseite der Solarzelle an. Hierzu können thermische Oxide (trocken, feucht) aber auch PECVD-Schichten und Schichtsysteme (z.B. Aluminiumoxid/Siliciumnitrid) verwendet werden. Die Kontaktierung durch diese rückseitige Passivierung hindurch kann mittels der LFC (Laser Fired Contacts) durch Siebdruckschichten oder mittels PVD abgeschiedenen Schichten erfolgen.

Besonders für dünne Wafer (siehe Bild) ist die Passivierung von besonderer Bedeutung. Diese Solarzellen erreichen Wirkungsgrade deutlich über 18% (stabilisiert) auf industriellem Cz-Silicium. Im Reinraumbereich konnten mit dieser Technologie Wirkungsgrade von deutlich über 20% erreicht werden.

Solarzellenkonzepte / Rückseitenkontaktsolarzellen

MWT-Solarzelle
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MWT-Solarzelle: Diese Solarzellen erreichen ca .0.4% abs. mehr Wirkungsgrad als eine Standardsolarzelle.

EWT Solarzelle
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EWT Solarzelle: Unter Verwendung der Siebdrucktechnologie konnten Wirkungsgrade von bis zu 18,8% abs. (FZ 0,5 Ohm*cm; 30x35 mm, designated Area) erreicht werden.

Wir entwickeln in PV-TEC MWT (Metal Wrap Through) und EWT-Solarzellen (Emitter Wrap Through) sowie Solarzellen mit rückseitigem Emitter.