PVcomB
Die Dünnschicht-Silizium Baseline
Das PVcomB betreibt eine industrienahe Fertigungslinie für Silizium-Dünnschichtmodule mit einer Größe von 30 x 30 cm2. Vom Glassubstrat über TCO und Silizum-Abscheidung, Serienverschaltung bis zur Kontaktierung und Verkapselung werden alle Prozesse am PVcomB durchgeführt und weiterentwickelt. Dabei orientieren wir uns an industrienahen Prozessen und Fragestellungen. In einem stabilen und hochgradig reproduzierbaren „Baseline Prozess“ werden regelmäßig Module gefertigt, deren state-of-the-art Leistungsmerkmale als Referenz dienen, um neue Materialien, Prozesse oder Anlagen(komponenten) auf ihren Einfluss auf die Moduleigenschaften zu bewerten („Benchmarking“). Neue Prozesse werden schnell und zuverlässig in die Fertigung übertragen („Aufskalierung“). Ein Übersichtsposter unserer a-Si/µc-Si Baseline wurde auf der 27. EUPVSEC in Frankfurt/Main 2012 präsentiert.
Die umfangreiche Messtechnik am PVcomB ist optimal auf die speziellen Anforderungen der a-Si/µc-Si Technologie und die Bedürfnisse der Modulentwicklung auf 30 x 30 cm2 abgestimmt.
Abb. 1: Schematische Darstellung des a-Si/µc-Si Baselineprozesses am PVcomB auf einer Substratgröße von 30 x 30 cm². Eine umfangreiche Analyse der einzelnen Prozessschritte & Schichten sowie der Solarzellen & –module begleitet die Linie.
Kernsysteme der Silizium-Baseline
Das Herzstück der Linie bildet die Anlage für die Abscheidung der Silizium- Schichten mittels Plasma-unterstützter Gasphasenabscheidung, PECVD. Diese Industrieanlage (Cluster tool AKT1600A) ermöglicht die Abscheidung Silizium-basierter Schichten in zwei – ab April 2012 drei – Prozesskammern (Clustern). Die Anlage ist automatisiert und mit in-situ Diagnose-Tools ausgestattet, wie Rest-Gas-Analysator (RGA), Optische Emissionsspektroskopie (OES) und Self Excited Electron Resonance Spectroscopy (SEERS).
Alle PECVD- Daten sowie die Messdaten dieser Tools sind über eine Databank zugänglich und einfach auswertbar. Die Prozesse zur Abscheidung von amorphem und mikrokristallinem Silizium (a-Si:H und µc-Si:H) und Legierungen, sowie NF3 Kammerreinigungsprozesse werden in Hinblick auf die Materialqualität, Abscheiderate, Gasausnutzung und Schicht-Homogenität überwacht und weiterentwickelt.
Darüber hinaus wird die Methodik weiter entwickelt und know-how aufgebaut, um diese Prozesse in der Modul-Fertigung mit vergleichbaren Methoden zu überwachen und zu optimieren.
Angebot
- Entwicklung neuer PECVD Prozesse und in situ Messtechnik
- Entwicklung innovativer Materialien sowie Solarzell- und Modulkonzepte
- Evaluierung und Benchmarking neuer Materialien und Prozesse
- Entwicklung und Testen neuer Messtechnik und Methodik
- Beratung zur Prozessentwicklung und F&E Strategie („Roadmaps“)
- Herstellung von Modul-Prototypen
- Schichtabscheidungen auf 30 x 30 cm2
Kooperationen und Partner
Im Rahmen unserer Dünnschicht-Silizium Aktivitäten arbeiten wir eng mit zahlreichen Partnern aus Industrie und Forschung zusammen.
In öffentlich geförderten Projekten und bilateralen Partnerschaften treiben wir die a-Si/µc-Si Technologie weiter voran und entwickeln zukünftige Konzepte für Dünnschicht-Photovoltaik basierend auf Silizium. Ein Kernthema hierbei sind Solarzellen und -module aus großkörnigem polykristallinem Silizium hergestellt durch Laser- und Elektronenstrahl-basierte Flüssigphasenkristallisation.
Rekordwerte der a-Si:H/µc-Si:H Tandemtechnologie am PVcomB
Tab. 1: Rekord-Solarzellen der PVcomB a-Si:H/µc-Si:H Tandem-Zelltechnologie (10/2013).
Abb. 2: Solarzellen-Teststrukturen (1 cm²), Minimodule (10 x 10 cm²) und 30 x 30 cm² Module mit a-Si:H/µc-Si:H Tandem-Solarzellen auf Glas.