Entwicklung neuer, hocheffizienter bifazialer Solarzellen

Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS)-Solarzellen haben mit einem metallischen Rückkontakt einen beeindruckenden Wirkungsgrad von 23 % erreicht und dabei eine hervorragende Stabilität bewiesen. Die CIGS-Technologie ist für die weitere Entwicklung und Verbesserung sehr vielversprechend. Das von der EU finanzierte Projekt Hi-BITS hat sich zum Ziel gesetzt, eine bahnbrechende Gerätestruktur zu entwickeln, die sowohl Photonenrecycling als auch eine hohe Bifazialität umfasst. Diese innovative Struktur soll den Wirkungsgrad von CIGS auf bemerkenswerte 25 % steigern. Auf dieser Grundlage werden im Rahmen des Projekts vier neue Anwendungen entwickelt, die die Vorteile der Bifacialität und anderer integrierter Funktionen nutzen, um den Wirkungsgrad weiter zu steigern. Darüber hinaus wird Hi-BITS daran arbeiten, bestehende Komponenten zu verbessern, um den Wirkungsgrad insgesamt zu steigern, sodass diese Solarzellen für verschiedene Anwendungen, darunter Gebäudeintegration, Fahrzeuge und Landwirtschaft, gut geeignet sind.

Projektvorhaben

CIGS-Solarzellen erreichen derzeit einen Wirkungsgrad von 23 % mit einem metallischen Rückkontakt und einer >2 m dicken Absorberschicht sowie einer ausgezeichneten Stabilität. Die Hi-BITS-Partner werden eine disruptive Gerätestruktur einführen, die einen hohen Grad an Bifacialität und Photonenrecycling ermöglicht. Der Wirkungsgrad wird durch die innovativen hochwertigen CIGS-Absorber und die Passivierung am Rückkontakt, die es ermöglicht, Zusammensetzungsgradienten zu beseitigen und die Absorberdicke zu reduzieren, auf über 25 % verbessert. Hi-BITS wird vier verschiedene Anwendungen untersuchen, die alle diese Eigenschaften nutzen, darunter Bifacialität, Flexibilität und Reflektivität, Halbtransparenz und Eignung für Tandems. Während die Bifacialität das vom Boden reflektierte Streulicht einfängt und dadurch den Jahresertrag erhöht, ermöglichen die Reflektivität und Flexibilität das Photonenrecycling für leichte Module. Der erforderliche Rückreflektor lässt sich leicht in die bifazialen Hi-BITS-Zellen integrieren. Um die Effizienzlücke zwischen großflächigen Modulen und Rekordzellen zu schließen, wird Hi-BITS die monolithische Integration verbessern, um die produktive Fläche des Moduls zu vergrößern, sowie die Halbleiterqualität durch schnelle Rückkopplungsmethoden, die für industrielle Prozesse geeignet sind. Die als Ergebnisse von Hi-BITS vorgesehenen Anwendungen entsprechen den Marktanforderungen und eignen sich besonders gut für die Integration in Gebäude oder Fahrzeuge oder für die Agrar-Photovoltaik. Module für diese neuen Anwendungen werden im Freien in drei verschiedenen europäischen Klimazonen getestet, um einen höheren Energieertrag und eine höhere Stabilität nachzuweisen. Lebenszyklusanalysen und Kostenberechnungen unter Berücksichtigung von Aspekten der Kreislaufwirtschaft werden die überlegene Nachhaltigkeit dieser neuen Module unterstreichen. Hi-BITS umfasst fünf europäische PV-Hersteller und wird eine Technologie verbessern, die nicht von Importen von Ingots oder Wafern abhängig ist, wodurch die europäische PV-Wertschöpfungskette gestärkt wird. Die Ergebnisse werden die Dünnschichtfertigung durch höhere Effizienz, geringeren Rohstoffverbrauch, kürzere und gut kontrollierte Prozesse, bessere Modultechnologien und neuartige Anwendungen vorantreiben.

Startdatum: 01. Oktober 2023

Enddatum: 30. September 2026