Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Reinraum-Solarzellenentwicklung

Nasschemieanlage im Reinraum des Fraunhofer ISE
© Fraunhofer ISE
Nasschemieanlage im Reinraum des Fraunhofer ISE.

Unser Hauptziel ist die Entwicklung von neuen hocheffizienten Zellstrukturen und deren Transfer vom Labor in die industrielle Fabrikation. Hohe Wirkungsgrade werden immer wichtiger, da der Siliciumwafer einen hohen Kostenanteil im fertigen Modul einnimmt und deshalb optimal genutzt werden sollte.


Ein detailliertes Verständnis der Physik von Solarzellen (mehrdimensionale Bauteilesimulation) und die Fähigkeit, ein breites Spektrum von verschiedenen hocheffizienten Zelltypen herzustellen, bildet die Grundlage unserer Arbeit. So war es uns möglich, Solarzellen mit sehr hohen Wirkungsgraden, wie zum Beispiel die Weltrekordzelle aus multikristallinem Silicium auf n-Typ Silicium, herzustellen.

Roboter des automatischen Belackungssystems für Siliciumwafer im Reinraum des Fraunhofer ISE
© Fraunhofer ISE
Roboter des automatischen Belackungssystems für Siliciumwafer im Reinraum des Fraunhofer ISE. Dieses System ist Teil der Pilotlinie zur Herstellung von hocheffizienten Silicium-Solarzellen.

Forschungsschwerpunkte

 

Die Arbeitsschwerpunkte am Fraunhofer ISE liegen in den Themenbereichen:

  • Entwicklung und Optimierung hocheffizienter Solarzellenstrukturen
  • Entwicklung, Evaluation und Optimierung von Einzellprozessen

 

Labore und Ausstattung

 

Das Herz unserer Laborräume bildet ein Reinraum mit 330 m 2 Rein- und 200 m 2 Grauraumfläche, der mit folgenden Geräten ausgestattet ist:

  • 3 Diffusionsöfen (Oxidation (feucht und trocken), Phosphor- und Bordiffusion)
  • Nasschemiebänke (Ätzen und Reinigen)
  • Automatisierte und manuelle Photolackbearbeitungsmodule (Belacken und Entwickeln)
  • Automatisierter Photolackbelichter (Maskaligner)
  • Atomic Layer Deposition (PECVD) zur Abscheidung von z.B. Al 2 0 3
  • PECVD Cluster Anlage zur Herstellung hocheffizienter a-Si / c-Si Heterosolarzellen
  • 3 Metallaufdampfapparaturen (Al, Ti, Pd, Ag, Elektronenstrahlkanone und thermische Verdampfung)
  • 1 Ausheilofen
  • Halbautomatisierte Galvanisierungseinheit


Wir können durchweg Wafer bis zu einer Größe von 6“ rund oder 150x150 mm 2 eckig verarbeiten. Weiterhin haben wir die Möglichkeit, Wafer bis zu einer Dicke von 20 µm mit unserer automatischen Schleif- und Poliereinheit abzudünnen.

Unser Reinraum ist die perfekte Arbeitsumgebung zur Entwicklung von neuen Solarzellenstrukturen und Prozessen. Im nächsten Schritt werden diese neuen Zellstrukturen in die industrielle Fertigungslinie des PV-TEC übertragen. Dort stehen dann die Vereinfachung der Prozesse und die Übertragung in die industrielle Solarzellenproduktion im Vordergrund.

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