PVcomB
CIGS-Technologien
Die Dünnschicht-Photovoltaik hat bei einigen Anwendungen Vorteile. Leichte und flexible Solarmodule sind damit möglich. Der Energieaufwand bei der Herstellung lässt sich verringern. Das Erscheinungsbild kann auf die Anwendung angepasst werden.
Eine der relevanten Dünnschicht-Technologien für die Photovoltaik basiert auf den Chalkopyrit-Absorbern. In Anlehnung an deren chemische Zusammensetzung (Cu(In,Ga)Se2 oder Cu(In,Ga)(S,Se)2 sind diese Materialien auch als CIGS bekannt.
Die CIGS Gruppen am PVcomB entwickelten kostengünstige Prozesse für hohe Wirkungsgrade und haben ihre Industriepartner unterstützt um neue Entwicklungen in der Produktion einzusetzen. Die zur Herstellung von Zellen und Modulen erforderlichen, an den Standard der Industrie angelehnten, Prozesse werden durchgängig am PVcomB vorgehalten. Mit den anderen Gruppen teilen wir uns die vielfältigen Werkzeuge für die Charakterisierung von Schichten und Bauelementen. Wir haben direkten Zugang zu aufwendigen und spezialisierten Analyseverfahren, die andere Gruppen am HZB vorhalten.
In jüngerer Zeit hat sich der Forschungsschwerpunkt auf die Anwendung der CIGS Solarzelle als Bestandteil von Tandem-Solarzellen und Modulen verschoben, hauptsächlich in Kombination mit einer Perowskit-Solarzelle. Dies erfordert eine Anpassung der Entwicklungen, die ursprünglich auf die alleinstehende CIGS-Zelle ausgerichtet waren. In enger Zusammenarbeit mit anderen Gruppen am HZB und externen Partnern arbeiten wir an der Integration der entsprechend modifizierten CIGS-Zelle in das Tandem und haben schon einen Wirkungsgrad von 24,6% erreicht, höher als der Rekord für die alleinstehende CIGS-Zelle. Wir sind an nationalen und internationalen Forschungsprojekten beteiligt, die darauf abzielen die Technologie produktionsreif zu machen.
Querschnitt einer CIGS/pero Tandem-Solarzelle im Elektronenmikroskop
Die einzelnen Themen der Chalkopyrit-Entwicklung sind:
- (Flexible) Substrate und Rückkontakte
- Koverdampfung zur Herstellung von CIGS
- Elektronen- und Lochleiter für Rekombinationsübergänge
- Tandem-Solarzellen
- Monolithische Integration, Verkapselung, Tests
- Analyse von Oberflächen und Grenzflächen