MoQa - PV-Module aus Perowskit-Silizium Tandemsolarzellen auf Basis der Q.ANTUM Technologie; Teilvorhaben: Entwicklung der Q.ANTUM Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen

Abstract

Im Vorhaben MoQa wurden industriell skalierbare Modulfertigungsprozesse für die Perowskit-Silizium-Tandemtechnologie entwickelt. Im Mittelpunkt standen dabei die Entwicklung hocheffizienter Tandemsolarzellen auf industrierelevanter Waferfläche selbst, deren Eignung für die Verschaltung und Modulintegration sowie die Erarbeitung geeigneter Prozesse für Metallisierung, Verschaltung, Einkapselung und Zuverlässigkeitsbewertung. Ziel war es, die technologische Machbarkeit entlang aller wesentlicher Schritte der Modulherstellung nachzuweisen. Im Vorhaben konnte gezeigt werden, dass Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen auf industriell relevanter M10-Waferfläche mit Wirkungsgraden von über 27 % reproduzierbar hergestellt werden können. Darüber hinaus wurde ein unabhängig zertifizierter Zellwirkungsgrad von 28,6 % auf voller Waferfläche erreicht. Weiterhin wurden produktionsnahe Prozesse für die Niedertemperatur-Metallisierung, die Verschaltung sowie die Modulintegration entwickelt und in einer Pilotlinienumgebung umgesetzt. Für Tandemmodule auf Basis von Vollformatzellen konnte zudem die erfolgreiche Absolvierung zentraler Zuverlässigkeitstests nach IEC 61215 demonstriert werden. Die erzielten Ergebnisse tragen wesentlich zur weiteren Erhöhung der Technologiereife der Perowskit-Silizium-Tandemtechnologie bei. Insbesondere wurde gezeigt, dass sich hocheffiziente Tandemzellen mit industriell relevanten Prozessansätzen herstellen, verschalten und einkapseln lassen, sowie Mindestanforderungen an Zuverlässigkeit erfüllen. Damit wurde ein wichtiger Beitrag auf dem Weg zu einer späteren industriellen Umsetzung geleistet. Gleichwohl müssen bis zu einer erfolgreichen Kommerzialisierung weiterhin wesentliche wissenschaftlich-technische Fragestellungen, insbesondere zur Langzeitstabilität, Prozessrobustheit und wirtschaftlichen Skalierung, weiter bearbeitet werden.