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04.07.2017, 15:10 Uhr Meldung drucken | Artikel empfehlen

Wettrennen um günstigere Dünnschicht-Photovoltaik

Berlin - Der Solar-Forschungsverbund TCO4CIGS will die Dünnschicht-Photovoltaik verbessern und die Kosten weiter senken. Mehrere Solarzellen-Technologien treten im Wettbewerb gegeneinander an.

Im Rahmen des Photovoltaik-Projektes werden drei unterschiedliche Ansätze zur Verbesserung der Dünnschicht-Photovoltaik betrachtet. Die vielversprechendsten Verfahren sollen in einer Forschungspilotlinie einfließen.

Die aktuellen Herausforderungen der Dünnschicht-Photovoltaik
Um bei der Dünnschicht-Photovoltaik effizienter und kostengünstiger produzieren zu können, arbeiten die Forscher an der sogenannten TCO-Schicht, einer transparenten und zugleich leitfähigen Metalloxidschicht. Die TCO-Schicht ist als Frontkontakt ein wesentlicher Baustein von Dünnschichtsolarzellen auf Basis von Kupfer, Indium, Gallium, Schwefel und Selen (CIGS). Die TCO-Schicht transportiert mit hoher Leitfähigkeit die gesammelten Ladungsträger ab, so dass Strom fließen kann – birgt aber als wesentliche Stromverlustquelle in CIGS-Modulen auch ein großes Verbesserungspotenzial.

Wettbewerb der Technologien, um Dünnschicht-Photovoltaik zu verbessern
Das Projekt verfolgt drei unterschiedliche Wege zur Verbesserung der Dünnschicht-Photovoltaik. Die Forscher arbeiten an der Optimierung des industriellen Herstellungsprozesses der TCO-Schicht, an einer kostengünstigen Alternative zu dem aktuellen industriellen Herstellungsprozess sowie auch an neuen Materialien. Die Verfahren, die sich in dem Wettbewerb der Technologien durchsetzen, werden in der Forschungspilotlinie im Produktionsmaßstab weiter getestet.

Optimierung von Herstellung, alternative Herstellungsprozesse und neue Materialien im Fokus
Gegenstand der Forschung ist beispielsweise die Weiterentwicklung des eigentlich als weitgehend ausgereift geltenden Herstellungsverfahrens mit Aluminium-dotiertem Zinkoxid (AZO). Durch eine Absenkung der Aluminiumdotierung konnte der Wirkungsgrad bereits um zwei Prozent gesteigert werden. Geforscht wird außerdem an der Frage, ob durch den Einsatz von gesputtertem Zinkoxidsulfid der Herstellungsprozess - bei gleicher Qualität - um einen ganzen Schritt reduziert werden kann. Eine wichtige Stellschraube für preisgünstige Solarzellen ist der Abscheidungsprozess. Die Forscher der Firma Solayer GmbH setzen hier auf metallische Targets, die mindestens 20 Prozent Kostensenkung gegenüber keramischen Targets versprechen. Dritter Forschungsansatz ist die Verwendung von neuen Materialien für die TCO-Fensterschichten. So wird untersucht, ob anstelle der AZO-Fensterschichten amorphes Indium-Zinkoxid (a-IZO) oder mit Wasserstoff dotiertes Indiumoxid (IOH) in Frage kommen.

Quelle: IWR Online

© IWR, 2017

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