Laserstrukturierung eines CIGS-Moduls mit transparenter ITO-Rückelektrode

SITA-Projektübersicht

Das SITA-Projekt zielt darauf ab, die nächste Generation anorganischer Tandem-Solarzellen mittels eines Zwei-Terminal-Ansatzes (2T) zu entwickeln. Dieser kombiniert eine Silizium-Heterostruktur (SHJ) mit einem Cu(In,Ga)(Se,S)₂ (CIGS) mit großer Bandlücke. Die Bandlücke der CIGS-Schicht lässt sich durch Optimierung ihrer Zusammensetzung anpassen. Diese Flexibilität ist besonders vorteilhaft für die Herstellung monolithischer Zwei-Terminal-Solarmodule, bei denen die Ströme der oberen und unteren Zelle aufeinander abgestimmt werden müssen, um die maximale Leistung zu erzielen. SITA strebt die Entwicklung effizienter Tandemmodule mit Wirkungsgraden von über 30 % an.

Die Bedeutung monolithischer Laserverbindungen in 2T-Tandemarchitekturen

In der 2T-Tandemarchitektur entfällt durch die Verwendung monolithischer Verbindungen auf Basis von Laserstrukturierung die Notwendigkeit zusätzlicher externer Verkabelung, wodurch elektrische Verluste reduziert und die Moduleffizienz erhöht werden.

Cu(In,Ga)(Se,S)₂-Zelle auf transparentem Rückkontakt

Die obere Cu(In,Ga)(Se,S)₂-Zelle auf einem transparenten Rückseitenkontakt (z. B. ITO) ist entscheidend für das Erreichen des ambitionierten Ziels, ein Tandem-Photovoltaikmodul mit einem Wirkungsgrad von nahezu 30 % zu entwickeln. Die transparente ITO-Schicht lässt mehr Licht auf die darunterliegende Siliziumzelle fallen. Diese Konfiguration optimiert die Nutzung des solaren Emissionsspektrums und steigert so den maximalen Wirkungsgrad des Moduls deutlich. Die große Bandlücke der CIGS-Zelle ergänzt die Energieumwandlungskapazität der Siliziumzelle mit der kleineren Bandlücke und ermöglicht so den effizienten Betrieb der Tandemzelle über einen breiten Wellenlängenbereich.

Meilenstein des SITA-Projekts: Laserstrukturierung von CIGS-Modulen in monolithischen Modulen

Roltec hat mit der erfolgreichen Entwicklung und Implementierung der Laserstrukturierung von Modulen einen weiteren Meilenstein im SITA-Projekt erreicht. Für SITA musste diese innovative Technik vom Roltec-Forschungsteam für CIGS-Module auf transparenten ITO-Elektroden optimiert werden. Lasergeschnittene elektrische Verbindungen und Isolierungen verbessern die Langlebigkeit und Leistung der Module unter realen Außenbedingungen. Die Präzision des Laserstrukturierungsverfahrens erhöht zudem die nutzbare Oberfläche der Module und steigert so deren maximale Effizienz.

Zukunftsaussichten

Roltec engagiert sich gemeinsam mit anderen SITA-Projektpartnern für Innovationen im Bereich Photovoltaik. Die bisherigen Erfolge stellen einen bedeutenden Fortschritt auf dem Weg zur Energiewende hin zu erneuerbaren Energien dar. Bleiben Sie gespannt auf weitere Neuigkeiten zu dieser Initiative.