Verbundvorhaben: Silver-Lining - Entwicklung von Siebdruck-Pastensystemen auf Basis alternativer Füllstoffe zur Substitution von Silber für die Kontaktierung von Silicium Heterojunction Solarzellen; Teilvorhaben: Entwicklung von leitfähigen Druckpasten mit Kupfer und Bio-Kohlenstoff als primären Füllstoff
Zeitraum
2023-04-01 – 2026-03-31
Bewilligte Summe
995.432,80 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE1156D
Leistungsplansystematik
Kristallines Silizium Zellenentwicklung [EB1012]
Verbundvorhaben
01251884/1 – Silver-Lining - Entwicklung von Siebdruck-Pastensystemen auf Basis alternativer leitfähiger Füllstoffe zur nachhaltigen Substitution von Silber als primärer Rohstoff für die Kontaktierung von Silicium Heterojunction Solarzellen
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
Das Projekt 'Silver-Lining' adressiert eine der zentralen Herausforderungen für eine zukunftsorientierte PV-Fertigung, welche insbesondere für die Produktion von Si Heterojunction-Solarzellen und Modulen in Deutschland besonders kritisch ist. Das Problem hat seinen Ursprung in der Frage nach einer weiteren Skalierbarkeit bei anhaltender Nutzung von Silber als primären leitfähigen Rohstoff zur Kontaktierung der Solarzelle. Eine weitere Skalierung in Multi-Terawatt Dimensionen mit der weltweiten Fördermenge von Silber kaum vereinbar ist. Das Siebdruckverfahren ist der dominierende Metallisierungsprozess und ist aufgrund seiner robusten, flexiblen und sich schnell entwickelnden Steigerung des Produktionsdurchsatzes, sowie rapiden Reduktion der Strukturbreiten nahezu konkurrenzlos. Das Silberproblem kann also über die Entwicklung von Siebdruck-Pasten mit alternativen leitfähigen Füllstoffen gelöst werden. Zur Reduktion des Silbereinsatzes werden Kupfer-basierte Partikelsysteme mit dünner Silberbeschichtung mit einem maximalen Ag-Anteil von 15%-25% entwickelt. Die darauf aufbauenden Pastensysteme werden für die vorderseitige Feinlinien-Metallisierung von SHJ Präkursoren eingesetzt. Des Weiteren wird für die Rückseitenkontaktierung von SHJ Solarzellen leitfähiger klimafreundlicher Bio-Kohlenstoff als Füllstoff entwickelt, da die Nutzung von Kupfer als Ersatzmaterial für Silber langfristig selbst kritisch hinsichtlich der Nachhaltigkeit im Zuge des Klimawandels zu bewerten ist. Die vielversprechenden Pastenrezepturen werden in der Pilot-Zellfertigung von Meyer Burger erprobt.