2024-10-01  –  2027-09-30

244.226,71 EUR

Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), Stuttgart, Baden-Württemberg

03EE1206B

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 beantragten Vorhaben soll mit direkter Industriebeteiligung 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 Technologien Tintenstrahldrucken, Schlitzdüsenbeschichtung und Aufdampfen haben bereits jeweils in der PVK Einzelzelle Wirkungsgrade über 20% gezeigt. Auf Basis von 2-Terminal Einzelzellen mit einem Projektwirkungsgrad von 27% werden mit neuartiger Verschaltungstechnik, basierend auf Laserablationsverfahren, Tandemmodule entwickelt. Es wird ein Modulwirkungsgrad von 24% angestrebt – mit Potential weiterer Steigerungen. Die Stabilität mit Hilfe angepasster Verkapselungsverfahren erstellter Minimodule wird nach IEC-Normen getestet werden. Die Depositionsprozesse der CIGS-Zelle auf Modulebene werden vom Industriepartner AVANCIS ausgeführt. Das ZSW entwickelt hierbei Schlitzgießprozesse der Perowskit-Schichten auf CIGS und trägt bei der Modulentwicklung und Charakterisierung zum Projekt bei. Diese Beschichtungstechnik verspricht besonders schnell und kostengünstig zu sein, muss aber auf rauem CIGS-Substrat erst entwickelt werden.