Forschung und Entwicklung

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Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht, zur Senkung der Entstehungskosten von Silizium-basierter Photovoltaik beizutragen und damit die Verbreitung der Solarenergie zu fördern. Dazu optimieren wir existierende und entwickeln eigene Fertigungsschritte für industrielle Solarzellen von heute und für morgen. Im Zentrum dieser Forschung stehen Technologien, die mit kristallinen Silizium-Wafern arbeiten. Dabei verwenden wir sowohl herkömmliches Polysilizium als auch neuartige Solarsilizium-Materialien.

Unser Schwerpunkt liegt auf Solarzellen mit großen Flächen (156 x 156 mm). Momentan erreichen solche Zellen einen Wirkungsgrad von 22 % bei monokristallinen Si-Solarzellen (ZEBRA) und 18,0 % bei multikristallinen Si-Solarzellen. Wir arbeiten daran, die Wirkungsgrade durch die Optimierung von Standardzellen weiter zu steigern, langfristig auf über 23 % auf sehr dünnen Substraten. Solche Substrate sollen in der Zukunft nur etwa 100 µm dick sein; derzeit sind sie noch ca. 200 µm dick.

Um diese Ziele zu erreichen, arbeiten wir im Bereich Forschung und Entwicklung mit den führenden Unternehmen und Forschungsinstituten der Photovoltaik-Branche zusammen.

Unser Angebot umfasst:

  • die Optimierung bestehender und die Entwicklung neuer Fertigungsschritte und Fertigungsgeräte für die industrielle Herstellung von Solarzellen mit hohen Wirkungsgraden
  • die Entwicklung neuartiger Solarzellenkonzepte
  • die Kleinserienproduktion von speziellen und auch teilvorgefertigten Solarzellen in unserem eigenen Anlagenpark
  • Verlustanalyse von Solarzellen und -modulen
  • die Solarzellencharakterisierung mithilfe unserer Charakterisierungsgeräte und die Durchführung von Simulationen
  • die Entwicklung und Optimierung der folgenden Prozessschritte für standardisierte Industriesolarzellen:
    • nasschemische Prozesse (z. B. Textur, Diffusion, Kontaktierung)
    • Anpassung von Diffusionen (selektive Emitter und Bildung des lokalen Back Surface Fields, schwach dotierte Emitter, weiterführendes Gettern)
    • neue Ansätze für die Passivierung (SiC, SiCN, Gradientenschichten, farblich abgestimmte Solarzellen für Gebäudeintegration)
    • verbesserte Metallisierung (Dünnliniendruck, Plattierung, Pastenentwicklung)

Einen weiteren Fokus unserer Forschung stellen zukünftige Solarzellenkonzepte und deren Umsetzung dar. Dazu gehören:

  • die Forschung an n-Typ Solarzellen (Ansätze für Front- und Rear-Junction)
  • Strukturen mit offenem Rückkontakt (mono- und bifaziale Anwendungen)
  • Rückkontakt-Technologien (MWT, EWT, IBC)
  • an Lichteinkopplung angepasste Technologien (0.01-10 Sonnen)
  • die Entwicklung von Prototypen in Zusammenarbeit mit unseren Industriepartnern