2024-05-01  –  2026-04-30

179.945,21 EUR

Technische Hochschule Ulm, Ulm, Baden-Württemberg

03EE1169D

Dünnschichttechnologien Sonstige Materialien/Technologien [EB1028]

01256111/1  –  Indu-bottomCIGS - „Bottom Device“ Entwicklung für (flexible) Tandemsolarzellen basierend auf industriekompatiblen CIGS Verbindungshalbleitern

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Dünnschichtsolarmodule auf der Basis von CIGS sind weitgehend ausgereift und die erreichten Wirkungsgrade lassen sich kaum noch wirtschaftlich vertretbar erhöhen. Die industrielle Umsetzung dieser Technologie wird in Europa derzeit nur noch durch wenige, vergleichsweise kleine Firmen verfolgt. Allerdings ist die technologisch/wissenschaftliche Kompetenz insbesondere in Deutschland auf diesem Gebiet sehr hoch und sollte unbedingt erhalten bleiben. Eine deutlichen Wirkungsgradsteigerung ist durch die Kombination zweier Absorbermaterialien zu einer Tandemsolarzelle möglich. Tandem-Zellen wurden bereits am ZSW und HZB mit nicht für Tandems optimierten CIGS-Solarzellen als Bottom- und metallorganischen Perowskitsolarzellen als Top-Zelle mit Wirkungsgraden deutlich über denen der Einzelzellen hergestellt. Die Optimierung der Komponenten ermöglicht Wirkungsgrade von >30%, was neue Möglichkeiten der wirtschaftlichen Verwertung eröffnet. Die Produktion von Tandemsolarmodulen ist noch nicht etabliert und und bietet ein großes Fenster an Möglichkeiten. Im Projekt Indu-bottomCIGS soll nun gezielt die CIGS-Zelle im Hinblick auf die Verwendung in einem Tandem weiterentwickelt werden. Durch den Einsatz von Dünnschichttechnologien auf flexiblen Substraten erschließen sich neue Anwendungsfelder (in mobilen Anwendungen oder solchen, bei denen Gewicht eine Rolle spielt), für welche bisherige Leistungsdichten nicht attraktiv waren. Die THU wird in ihrem Teilvorhaben die Langzeitstabilität dieser Solarzellen erforschen und optimieren und konzentriert sich auf die Themen Metastabilitäten, Hochtemperaturstabilität sowie PID. Diese Degradationsmechanismen wurden an Tandemsolarzellen bis dato nur äußerst unzureichend untersucht. Aufgrund modifizierter Prozesse und Materialzusammensetzungen für Tandemsolarzellen müssen diese Mechanismen sehr detailliert untersucht werden, um die Langzeitstabilität zu gewährleisten.