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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Projekt: Touch: Technologie- und Charakterisierungsplattform für die Entwicklung von hocheffizienten Silizium-Heterostruktursolarzellen

Das Ziel des Investitionsprojektes Touch ist die Realisierung von Silizium-Heterostruktursolarzellen (Silicon Heterojunction, SHJ) auf industrieller Wafergröße mit einem reproduzierbaren Wirkungsgrad von über 22 %. Ebenfalls sollen innovative Konzepte und industrierelevante Prozesse entwickelt werden, die zu Wirkungsgradsteigerungen von weiteren 3-4 % absolut führen können. Die SHJ-Solarzelle eignet sich im Vergleich zu anderen kristallinen Silizium (c-Si) Solarzellen besonders gut zur kostengünstigen Massenproduktion, auf Grund ihres einfachen Zellaufbaus und geringen nötigen Prozesstemperaturen. In der Produktion der SHJ-Solarzelle liegt die Herausforderung in der reproduzierbaren Abscheidung von dünnen, funktionalen Schichten, die von der Siliziumdünnschicht-Technologie übertragen werden müssen. Die SHJ-Technologie stellt ein Kernthema des IEK-5 dar seit der Neuausrichtung der Institutsstrategie in 2015, auf Grund der am Institut bereits vorhandenen und weltweit anerkannten Expertise in der Siliziumdünnschicht-Technologie. Durch den Aufbau einer SHJ-Baseline zur Herstellung von hocheffizienten SHJ Solarzellen strebt das IEK-5 an eine führende Rolle in dem Themengebiet innerhalb der nächsten zwei Jahre einzunehmen.

Zum Erreichen des Ziels umfasst Touch den Ausbau der Technologie- und Charakterisierungsplattform (Baseline) für hocheffiziente SHJ Solarzellen am IEK-5 sowie den Betrieb der hierfür neu beschafften Anlagen. Die neuen Anlagen vervollständigen die gesamte Prozesskette der SHJ-Solarzellen von der nasschemischen Vorbehandlung über die Dünnschichtabscheidung bis zur Metallisierung. Außerdem werden neue Charakterisierungsgeräte angeschafft, die der schnellen Ergebnisbeurteilung der hergestellten Schichten und Solarzellen nach dem aktuellen Stand der Technik dienen sollen. Es handelt sich bei den Anlagen um eine Sputteranlage zur Abscheidung von Dünnschichten auf Wafern, eine Ellipsometrie-Messapparatur zur Dickenbestimmung von Dünnschichten auf Wafern, sowie ein UV-Raman Messsystem zur Charakterisierung des kristallinen Volumenanteils von Dünnschichten auf Wafern.


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