// ODIN CIGS

In der photovoltaischen Cu(In,Ga)Se2 Technologie (kurz CIGS) existiert sowohl physikalisch als auch technologisch weiterhin ein hohes Entwicklungspotenzial. Übergeordnetes Ziel des Projektes ODIN CIGS ist daher die Identifikation der wesentlichen Parameter zur weiteren Verbesserung der Wirkungsgrade an CIGS-Zellen und -Modulen. Durch ein tieferes Verständnis des CIGS-Wachstums und des Einflusses der Grenzflächen auf den Wirkungsgrad, insbesondere am pn-Übergang, soll ein neuer Bestwert für Zellen von 23,5% erzielt werden. Durch die Skalierung der an Zellen identifizierten bestmöglichen Prozesse und Prozessabfolgen auf eine Fläche von bis zu 30x30 cm² wird ein Modulwirkungsgrad von 18,5% angestrebt.

Die wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele umfassen Verbesserungen am CIGS-Absorber durch defektärmeres Wachstum und eine weiter verbesserte Prozesskontrolle, wodurch neue Potenziale zur Wirkungsgradsteigerung identifiziert werden sollen. Ebenso soll der pn-Übergang durch gegenseitige Anpassung von CIGS-Oberfläche und Zn-basiertem Puffersystem, das heute noch aus einem sulfidischen und einem oxidischen Partner besteht, optimiert werden. Ziel ist eine vereinfachte Prozessabfolge mit nur noch einem n-Partner. Der sulfidische n-Partner basiert auf Zn(O,S), das mit den Verfahren CBD (chemische Badabscheidung), Sputtern und dem sehr schonenden ALD-Verfahren (atomic layer deposition) abgeschieden und vergleichend bewertet wird. Als oxidische n-Partner kommen ternäre ZnO-basierte Puffer des Typs (Zn,M)O mit M=Mg, Sn, Ti zum Einsatz. Die Grenzfläche zum Rückkontakt soll nach dem Vorbild der Si-Technologie elektrisch passiviert und die Absorption im Frontkontakt durch Einsatz des Wasserstoff-dotierten Indiumoxid Systems reduziert werden.

Alle prozesstechnischen Variationen werden durch umfangreiche materialanalytische und elektro-optische Untersuchungen begleitet. Hierdurch entwickeln die Forscher ein vertieftes Verständnis der Verlustmechanismen und deren Einfluss auf das Bauelement.

Weitere Informationen

Enargus

 

Ansprechpartner

Dr. Jan-Philipp Becker
+49 711 7870-282
Innenansicht der zur CIGS-Koverdampfung eingesetzten industrienahen CIGS Durchlaufanlage für eine Substratgröße bis 30x30 cm².

Umfangreiche Analysen begleiten die prozesstechnischen Entwicklungen. ToF SIMS Innenansicht.

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