Carleen - Hocheffiziente CSS-basierte CdTe-Solarzellen

Innerhalb des Förderprojektes „Carleen – Hocheffiziente CSS-basierte CdTe-Solarzellen“ arbeiten die Projektpartner CTF SOLAR GmbH und Fraunhofer FEP an der Durchführung theoretischer und experimenteller Untersuchungen zu neuen Technologieansätzen für eine hochproduktive Abscheidung von Funktionsschichten für solare Anwendungen.

Im Fokus der Untersuchungen stehen Abscheideprozesse zur Herstellung von CdTe basierten Dünnschichtsolarzellen. Neue Verfahrensschritte zur Dotierung der Fensterschicht und zur Dotierung der CdTe-Absorberschicht mit Plasmaunterstützung sollen technisch realisiert und untersucht werden. Die Dotierung der Fensterschicht zielt auf die drastische Verminderung  der Absorption im kurzwelligen Bereich und damit eine deutliche Verbesserung  der Stromsammlung der Solarzelle ab. Außerdem sollen vorteilhafte elektronische Eigenschaften im Absorbermaterial und den Korngrenzen erreicht werden.

Darüber hinaus erfolgen Untersuchungen an Rückkontaktsystemen. Die Untersuchungen zur Chloraktivierung des CdS/CdTe-Halbleiter- Materialsystems zielen auf eine Anpassung der Aktivierungsparameter auf die veränderten Eigenschaften der Halbleitermaterialien und das neue Rückkontaktsystem ab. Die innerhalb des Projektes zu leistenden Untersuchungen zielen auf neue Ansätze für einzelne Schichten und vorteilhafte Eigenschaften des Systems im komplexen Zusammenwirken der Einzelschichten ab.

Neben einem möglichst hohen Modulwirkungsgrad stehen die spätere Umsetzbarkeit der Projektarbeiten in der Massenproduktion und die Kosteneffizienz der technologischen Umsetzung im Vordergrund. Die Arbeitsziele beinhalten auch die Senkung des Energie- und Materialverbrauchs in der Produktion um eine wirksame Verbesserung der Umweltbilanz in der Solarzellentechnologie zu erreichen.

Das Fraunhofer FEP besitzt eine traditionelle Stärke auf dem Gebiet der Hochrate-Vakuumbeschichtung von großen Flächen und der plasmaaktivierten Hochratebeschichtung. Bereits in der Vergangenheit waren wir in der Entwicklung von metallischen Kontaktschichten, Absorberschichten, transparenten leitfähigen Oxidschichten und temperaturstabilen, elektrischen lsolationsschichten für photovoltaische Anwendungen involviert.

Seit ca. 6 Jahren hat sich das Fraunhofer FEP auch eine Kompetenz für die Herstellung kompletter Schichtsysteme von CdTe-basierten Solarzellen aufgebaut. Mit Bearbeitung dieses Projektes werden unsere Kompetenzen für das wissenschaftliche Verständnis und die verfahrenstechnologischen Kenntnisse im Bereich der im Projekt zu bearbeitenden Teilkomponenten gestärkt. Damit wird die Leistungsfähigkeit des Fraunhofer FEP auf dem Gebiet der Vakuumbeschichtung von Schichten und Schichtsystemen für Anwendungen in der Dünnschicht-Photovoltaik und bei der Herstellung von Solarzellen erhöht.

Das Projekt führt auch zur Erweiterung der experimentellen Basis für zukünftige Projekte durch die Qualifikation ausgewählter Versuchsanlagen zur Vakuumbeschichtung im Haus, zur Stärkung der technologischen Kompetenz im Bereich der thermischen Verdampfung mit hoher Abscheiderate, der plasmaaktivierten Bedampfung wie auch zur Erweiterung der analytischen Kompetenz für die Evaluierung von Schichten und der Funktionalität von Zellen.

CTF SOLAR GmbH, Zur Wetterwarte 50, 01099 Dresden (Verbundkoordinator)

Fraunhofer FEP, Winterbergstraße 28, 01277 Dresden