2024-10-01  –  2027-09-30

392.084,14 EUR

Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie Gesellschaft mit beschränkter Haftung - Geschäftsfeld Energie - PVcomB (GF-PVK), Berlin, Berlin

03EE1206A

Dünnschichttechnologien Sonstige Materialien/Technologien [EB1028]

01265639/1  –  PVKIS - Dünnschicht-Tandem-Photovoltaik: Nachhaltige Perowskit/CIGS Solarmodule aus industriellen Prozessen

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Mit der Entwicklung der Perowskit (PVK) (Tandem)-Solarzellen besteht die Chance zu einem neuen Technologievorsprung für deutsche und europäische Solarfirmen. Im vom HZB koordinierten Vorhaben soll mit Industriebeteiligung (Avancis GmbH, Bergfeld Lasertech GmbH, Notion Systems GmbH) sowie dem Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg, dem Karlsruher Institut für Technologie und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg eine hocheffiziente Dünnschicht PVK/CIGS Tandemarchitektur für die industrielle Fertigung entwickelt werden, die marktübliche CIGS Bottommodule zu einem 2-Terminal Tandemmodul erweitert. Damit sollen die Vorteile, welche Dünnschicht-Solarmodule gegenüber Wafer-basierten Modulen aufweisen, auf die Tandemtechnologie übertragen werden: Bessere CO2-Bilanz aufgrund des geringeren Energie- und Materialeinsatzes, bessere Realisierbarkeit unterschiedlicher Bauformen, kompatiblere Ästhetik, Integration in mobilen (VIPV) Anwendungen und Gebäuden (BIPV), sowie leichtgewichtige flexible Produkte. Im Projekt werden skalierbare PVK-Abscheideverfahren für den Einsatz in einer CIGS-basierten Tandemzelle optimiert. Die CIGS Bottomzellen werden vom Projektpartner Avancis für den Einsatz in Tandemsolarzellen optimiert und an die Projektpartner geliefert. Die experimentellen Aufgaben des HZB umfassen die Präparation von Schichten und Bauelementen mit Tintenstrahldruck, Sputtern und Aufdampfen. Die Charakterisierung erfolgt bedarfsgerecht mit den bekannten Verfahren. Für Schichten sind dies z.B. UV/VIS Spektroskopie, Leitfähigkeit und Hall-Effekt, Photolumineszenz. Für Bauelemente Messungen der jV-Kennlinie und der Quantenausbeute. Zur Bestimmung der Homogenität und Defektdichte werden bildgebende Verfahren eingesetzt (Thermographie, Lumineszenz). Für die Bestimmung von Ertrags- und Stabilitätsdaten steht auch ein Testfeld zur Verfügung. Im Einzelfall können zur Fehlersuche speziellere Verfahren verwendet werden (XPS/UPS, SEM, TEM).