Das Fraunhofer ISE startet eine Technologieplattform für Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen. Sie basiert auf den vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz finanzierten Forschungsprojekten »Pero-Si-SCALE« und »LiverPool«. Es geht dabei laut einer Medienmitteilung um die Skalierung von Perowskit-Silicium-Tandemsolarzellen und -Modulen. Ziel ist die Weiterentwicklung und Analyse von Zell- und Moduldesigns sowie deren Herstellungsprozesse, bei denen ein schneller Transfer in die Industrie möglich ist. 

Hintergrund ist, dass Perowskit-Silicium-Tandemsolarzellen zwar Wirkungsgrade von über 30 Prozent versprechen und Forschungslabors weltweit regelmäßig neue Spitzenwerte verkünden. Diese Rekorde werden jedoch auf Flächen realisiert, die um rund einen Faktor 400 kleiner sind als die aktuelle Wafergröße einer industriellen Silicium-Solarzelle. Die Skalierung ist deshalb wichtig.

Bisher einmalige Reifestufe

»Eine solche Forschungsplattform für Perowskit-Silicium Tandemphotovoltaik auf dieser Technologie-Reifestufe ist bisher weltweit einmalig «, sagt Stefan Glunz, Bereichsleiter für Photovoltaik Forschung am Fraunhofer ISE. »So können wir die deutsche und europäische Photovoltaikindustrie effektiv bei der Entwicklung und Umsetzung der nächsten Solarzellengeneration unterstützen.«

Die Pero-Si-SCALE Plattform soll helfen, Prozesse, Technologien und Kompetenzen aufzubauen und zu entwickeln, die notwendig sind, um auf dem industriellen Waferformat M12 Perowskit-Silicium Solarzellen und Module herzustellen, charakterisieren und prüfen zu können. »Dafür bauen wir bis Ende 2024 eine Prozesslinie auf«, sagt Dr. Martin Hermle, Projektleiter für den Aufbau der Technologieplattform am Fraunhofer ISE. »Diese beinhaltet Anlagen zur Vakuumabscheidung und nasschemische Beschichtungsprozesse für die Perowskit Teilzelle der Tandemsolarzelle. Auf Modulebene wird für die Entwicklung der Herstellungsprozesse ein industrieller Klebestringer der nächsten Generation zur Verfügung stehen, sowie ein Lumineszenz-System zur Prozesskontrolle des Verschaltungsprozesses. Darüber hinaus können wir im Projekt die Charakterisierung, die Kalibrierung und die Qualitätsanalyse von Solarzellen und Modulen am Fraunhofer ISE auf große Wafer erweitern.«

Für die Herstellung der bisher genutzten Laborzellen mit einem Quadratzentimeter Fläche ist die am häufigsten verwendete Methode das nasschemische Spin-Coating. Diese Methode ist für kleine Laborformate praktisch und ermöglicht ein schnelles Testen neuer Zelldesigns. Allerdings ist Spin-Coating nicht auf industrielle Substratgrößen skalierbar. Für das Aufbringen der Perowskit-Teilzelle auf die Silicium-Teilzelle, sowie der Kontakte, stehen auf der Pero-Si-SCALE Plattform deshalb Aufdampfprozesse im Fokus. Die Entwicklung industriell umsetzbarer, vakuumbasierter Verdampfungsmethoden für Perowskit-Materialien und Kontaktschichten ist Ziel des Projekts »Liverpool«.

5.6.2023 | Quelle: Fraunhofer ISE | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH