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ABGESCHL. PROJEKTE

KosmoS (Kostenoptimierte Hocheffizienz-Solarzellen aus sauerstoffarmen n-Typ mono Silizium für die industrielle Massenfertigung)

  • Förderer: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
  • Förderkennzeichen: 0325822E
  • Laufzeit: 05/2015 bis 04/2018
  • Konsortium: ISC Konstanz, RCT Solutions, PV Crystalox Solar Silicon, PVA TePla, Fraunhofer CSP
     

Ziele

Nach langjähriger Optimierung des Al-BSF-Standardprozesses hat seit 2014 in der Solarindustrie ein nachhaltiger Trend zum Upgrade bestehender Produktionslinien mit neuen Technologien begonnen. PERC-Zellstrukturen und n-Typ mono-Si-Materialien etablieren sich. Damit stehen die Projektpartner vor der Aufgabe, den nächsten Schritt in Richtung Fertigungsverfahren für hocheffiziente und kostengünstige Solarzellen vorzubereiten. Im Kosmos-Projekt sollen Kristallisations- und Sägeprozesse für n-Typ mono-Si-Materialien höchster Reinheit und Solarzellen mit Wirkungsgraden über 22 % entwickelt werden, die sich auf konventionelle Weise zu Modulen verschalten lassen. So soll ein technologisch evolutionärer Anschluss an die derzeitigen PERC-/nPERT-Fertigungsprozesse geschaffen werden. Gesamtziel ist dabei eine Senkung der LCOE um 10 % gegenüber Standardsolarzellen.
 

Beschreibung

Das Kosmos-Projekt wird in enger Kooperation von Verbundpartnern entlang der kristallinen Wertschöpfungskette vom Kristall bis zur Solarzelle durchgeführt: PVA TePla, PV Crystalox Solar Silicon, Fraunhofer CSP, RCT Solutions und das ISC Konstanz arbeiten gemeinsam an der Entwicklung neuer Anlagen und Prozesse.

Das prädestinierte Material für hocheffiziente Solarzellen ist Float-Zone-Silizium – dank einer um zwei Größenordnungen geringeren Sauerstoffkonzentration, einer herausragend niedrigen Konzentration von Restverunreinigungen und einer sehr homogenen Widerstandsverteilung. In Kombination mit einem n-Typ-Rückseitenemitter-Zellkonzept ergeben sich Wirkungsgradpotenziale über 22 % – bei Verwendung von Fertigungsschritten ähnlich derer heutiger PERC-Produktionslinien und einem konventionellen Modulbau.

Herausforderungen sind die Kristallisation von Stäben mit 200 mm Durchmesser, die kostengünstige Bereitstellung von FZ-tauglichen Vorratsstäben, das Sägen der Kristalle mit minimalen Schnittverlusten und höchsten Ausbeuten sowie ein schlanker Zellprozess, der es ermöglicht, die Materialvorteile über eine deutliche Wirkungsgradzunahme wirtschaftlich auszuschöpfen.