Fraunhofer IISB arbeitet an PERC-Solarzellen ohne Degradation

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Die Entwicklung von PERC-Solarzellen hat dafür gesorgt, dass sich die Wirkungsgrade von kristallinen Silizium-Zellen verbessert haben: auf über 22 Prozent für monokristallines und etwa 20 Prozent für multikristallines Silizium-Basismaterial. Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB in Erlangen koordiniert jetzt das Verbundprojekt „Zero-Degradation in mono- und multi-kristallinen PERC-Solarzellen“ (Zorro), das sich zum Ziel gesetzt hat, den Wirkungsgradverlust von PERC-Solarzellen auf null zu reduzieren.

Der Wirkungsgrad von PERC-Solarzellen kann im Betrieb um mehrere Prozentpunkte absinken. Die Wissenschaftler wollen sich im Zuge des Projekts auf eine der Ursachen für diesen Wirkungsgradverlust konzentrieren: die Beleuchtung bei erhöhter Temperatur, die zu dem Phänomen Light and elevated Temperature Induced Degradation (LeTID) führt. Dem Fraunhofer IISB zufolge sind der Wirkmechanismus und die Ursache des LeTID-Phänomens derzeit noch nicht ausreichend verstanden.

Im Rahmen von Zorro sollen zunächst Grundlagenuntersuchungen ein umfassendes Verständnis für die Prozess- und Materialabhängigkeit von LeTID und artverwandten Degradationseffekten in mono- und multikristallinen PERC-Solarzellen ermöglichen. Die Ursache wollen die Forscher sowohl im hergestellten mono- und multikristallinen Wafermaterial suchen als auch in einzelnen Schritten der Solarzellenprozessierung. Die Teilergebnisse sollen dann verknüpft werden, um ein Zero-Degradationskonzept für die industrielle Produktionstechnologie von multi- und monokristallinen PERC-Solarmodulen zu erreichen. Im Fokus steht den Forschern zufolge das Zusammenspiel aus unterschiedlichsten Verunreinigungselementen im Wafergrundmaterial mit dem Wasserstoff, der während der Herstellung der Solarzelle im Oberflächenpassivierungsschritt eingebracht wird.

Das Zorro-Projektkonsortium besteht neben dem Fraunhofer IISB aus dem International Solar Energy Research Center Konstanz e.V. (ISC), der Universität Konstanz (UKN) und dem Institut für angewandte Physik (IAP) der Technischen Universität Bergakademie Freiberg (Sachsen). Assoziierte Industriepartner sind Wacker Chemie und Centrotherm international.

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