Eindhoven / Torgau, 6. Dezember 2019

Die Dünnschicht-Photovoltaik CIGS-Technologie verzeichnete in den letzten Jahren ein beträchtliches Wachstum bei der Produktionskapazität. Die Umweltauswirkungen von CIGS-Dünnschichtmodulen, insbesondere der CO2-Fußabdruck, zeigen im Vergleich zu anderen Solartechnologien enorme Vorteile. CIGS-Module zeigen eine gute Leistung bei diffusen Lichtverhältnissen und hohen Temperaturen und sind gegenüber Teilverschattung tolerant. Darüber hinaus machen die ästhetischen Eigenschaften und die Möglichkeit individueller Farben CIGS zu einer überlegenen PV-Technologie für die Anwendung in der gebäudeintegrierten Photovoltaik (BIPV), z.B. bei Solarfassaden.

Forschung und Industrie vereinen Anstrengungen zur weiteren Kostensenkung bei der CIGS-Dünnschichtproduktion bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad

Europäischer SUCCESS für weltweiten Anwendungserfolg

Der Herstellungsprozess der CIGS-Halbleiterschicht ist der Haupttreiber, sowohl für die weitere Steigerung des Wirkungsgrades als auch für die Reduzierung der Herstellungskosten von CIGS-Solarmodulen. Basierend auf dem europäischen Energieforschungsprogramm SOLAR-ERA.NET haben der Anlagenhersteller Smit Thermal Solutions und der Solarmodulhersteller AVANCIS eine europäische Zusammenarbeit mit den führenden Forschungsinstituten Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), CNRS (Institut des Matériaux Jean Rouxel, Nantes) und TNO/Solliance gestartet: das Projekt „Sequential, High Uniformity, Cost Competitive Elemental Selenization und Sulfurization for CIGSSe2“, genannt SUCCESS. Das Ziel von SUCCESS ist die Kombination einer noch weiter kostenoptimierten CIGS Herstellung mit hohen Wirkungsgraden, die durch die Absorbernachbehandlung (post-deposition treatment PDT) mit schweren Alkalimetallen erreicht werden. Im Ergebnis soll auf AVANCIS-Modulen im Format 30 x 30cm² ein Wirkungsgrad von mehr als 20% erzielt werden.

„Mit dem Erreichen des Effizienzziels von mehr als 20% für ein 30 x 30 cm² großes Modul wird SUCCESS den Weg für eine weitere Senkung der Gesamtkosten für Strom ebnen, der mit der CIGS-Technologie bei sämtlichen Anwendungen von der Freifläche bis zum Bau integrierter PV-Anlagen erzeugt wird“, so Dr. Jörg Palm, CTO von AVANCIS.

Ein kostenoptimierter CIGS-Selenisierungsprozess

Kernelement der voll-integrierten CIGS-Produktion ist der Selenisierungsprozess der Solarzelle. Die Inline-Atmosphären-Selenisierungsanlage von Smit Thermal Solutions bietet viele Freiheiten bei der Herstellung der CIGS-Halbleiter und ermöglicht eine weitere Kostensenkung bei hohen Wirkungsgraden. Mit Pilot-Anlagen von Smit Thermal Solutions konnten TNO/Solliance und HZB bereits beachtliche Effizienzsteigerungen auf Zellebene erzielen. Als erste Schritte bei der Skalierung wird die Homogenität des Selenisierungsprozesses in den Smit Thermal Solutions Anlagen verbessert und für die 30 x 30 cm2 AVANCIS Forschungs- und Entwicklungsplattform angepasst.

Forschung zur Alkali-Dotierung

Während der letzten drei Jahre wurde der Wirkungsgrad von CIGS-Zellen von 20,5% auf 23,35% erhöht durch Anwendung einer kontrollierten Nachbehandlung der Absorberschicht (PDT) mit schweren Alkalimetallen. In der Regel werden diese Rekordergebnisse bei kleinen Zellen mit einer Größe von 1 x 1 cm² erzielt. Das Konsortium hat sich zum Ziel gesetzt, den Einfluss der Dotierung mit schweren Alkalielementen auf den Absorberbildungsprozess sowie die PDT des Absorbers systematisch zu untersuchen und diese Technologie letztendlich auf großrahmige Modulproduktionsprozesse mit einem Cd-freien Pufferprozess anzuwenden.

Für weitere Informationen:
AVANCIS GmbH
Susanne Häckel
D-81739 München
Susanne.haeckel[at]avancis[dot]de
+49 89 21 96 20-511

 

Über AVANCIS

Die AVANCIS GmbH entwickelt und fertigt deutsche Premium-Dünnschicht-PV-Module auf Basis einer Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid-Verbindung (CIGS-Module). Das innovative Verfahren und seine Umsetzung in der Produktion werden sowohl in eigenen F & E-Zentren als auch in Produktionsstätten in Deutschland (München und Torgau) entwickelt. Die Technologie von AVANCIS geht auf seine Pionierarbeit in den 80er Jahren bei Arco Solar zurück und hat sich in Vorgängerunternehmen von AVANCIS zu seiner aktuellen Dünnschichttechnologie entwickelt. Als Pionier in der CIS-Photovoltaik arbeitet AVANCIS kontinuierlich an der Verbesserung der CIS-Technologie und hält mehrere Effizienz-Weltrekorde. Zuletzt berichtete AVANCIS ein neues R&D Champion Modul mit einem Wirkungsgrad von 19,0% mit einem gesputterten Cd-freien Pufferprozess. Seit 2014 gehört AVANCIS zur CNBM-Gruppe. www.avancis.de

 

Über SUCCESS

SUCCESS ist ein Projekt im Rahmen des SOLAR ERA.NET Cofund 2 von PTJ (Deutschland), RVO (Niederlande) und ANR (Frankreich). SOLAR ERA.NET wird von der Europäischen Kommission im Rahmen des EU-Rahmenprogramms für Forschung und Innovation HORIZON 2020 (Cofund ERA-NET-Aktion Nr. 786483) unterstützt.

 

About Solliance

Solliance ist eine Partnerschaft von F & E-Organisationen aus den Niederlanden, Belgien und Deutschland, die im Bereich der photovoltaischen Dünnschicht-Solarenergie tätig sind. Um die Position der Region als weltweiten Akteur im PV-Bereich zu stärken, schafft Solliance die erforderlichen Synergien, indem die Aktivitäten von 250 Forschern in Industrie, Forschungsinstituten und Universitäten gebündelt und koordiniert werden. Verschiedene hochmoderne Labore und Pilotproduktionslinien werden gemeinsam für spezielle Forschungsprogramme genutzt, die in enger Zusammenarbeit mit der Solarindustrie durchgeführt werden. Solliance-Partner sind: imec, TNO, TU / e, Forschungszentrum Jülich, Universität Hasselt und Technische Universität Delft. Solliance bietet die Teilnahme an seinen Forschungsprogrammen an und öffnet seine Laboreinrichtungen für neue Marktteilnehmer aus der Industrie oder der Forschung. Auf der Grundlage klarer Vereinbarungen über geistiges Eigentum kann jeder Industriepartner an diesen Forschungsarbeiten teilnehmen oder alternativ Geräte und Experten mieten, um seine eigene Technologie weiterzuentwickeln. www.solliance.eu

Kontakt Solliance

TNO / Solliance Solar Research
Hans Linden – Program Manager
High Tech Campus 21
NL-5656AE Eindhoven
hans.linden@solliance.eu

 

Über Smit Thermal Solutions

SMIT Thermal Solutions, mit Sitz im niederländischen Technologiezentrum Eindhoven, ist ein führender Anbieter von kundenspezifischen Thermoprozessanlagen und Prozessen für die Photovoltaik-, gedruckte Elektronik- und Batterieindustrie. Die Kernkompetenzen von SMIT beschränken sich nicht nur auf die thermische Behandlung, sondern umfassen auch Abscheidungsprozesse mit thermischer Verdampfung, (PE) CVD und ALD für starre und flexible Substrate. Das Unternehmen beschäftigt rund 75 Mitarbeiter und hat derzeit mehr als 3000 Anlagen in Betrieb, davon rund 150 in der Solar- und Batterieindustrie. www.smitthermalsolutions.com

Kontakt Smit Thermal Solutions

Smit Thermal Solutions BV
Michael van der Gugten
Luchthavenweg 10
NL-5657 EB Eindhoven
m.v.d.gugten@smit-ts.nl
+31 643086923

 

Über das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH (HZB)

Am Helmholtz Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) forschen wir an komplexen Materialsystemen, die zur Beschleunigung der Energiewende beitragen. Das Forschungsportfolio des HZB umfasst Solarzellen, Solartreibstoffe, Thermoelektrika und Materialien für neue energieeffiziente Informationstechnologien (Spintronik). Dünnschichten sind der primäre Ansatz. Die Erforschung dieser Energiematerialien ist eng mit dem Betrieb und der Weiterentwicklung der Photonenquelle BESSY II verbunden. Am HZB arbeiten 1150 Mitarbeiter. www.helmholtz-berlin.de

Kontakt Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Dr. Pablo Itzam Reyes Figueroa
Hahn-Meitner-Platz 1
D-14109 Berlin
pablo.reyes_figueroa@helmholtz-berlin.de
+49 30 8062 15566

 

Über Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS),

vertreten durch das Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN-UMR6502).
Das IMN ist eine gemeinsame Forschungseinheit des CNRS und der Université de Nantes. Das IMN versammelt mehr als 200 Personen, deren Forschungstätigkeit der Materialwissenschaft gewidmet ist, von Grundlagenstudien bis hin zu angewandten Arbeiten. Die Anwendungsbereiche umfassen Mikroelektronik, Metallurgie, Photovoltaik und elektrochemische Speicherung. www.cnrs-imn.fr

Kontakt Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN, Nantes)

Dr. Hab. Nicolas BARREAU
2 rue de la Houssinière
F-44300 Nantes
nicolas.barreau@univ-nantes.fr
+33 2 51 12 55 26