Vorlesung 15-19

Bestrahlungsstärke-Korrekturfaktor der Leerlaufspannung  

Strang-Wechselrichter

Zentraler Wechselrichter

Einstrahlung deutlich größeren Einfluss als die Umgebungstemperatur.

Im Idealfall erfolgt die industrielle Abscheidung mit Hilfe von Nicht-Vakuumverfahren wie Schlitzdüsen-, Tintenstrahl-, Spin- oder Sprühbeschichtung.

Dennoch werden in der Forschung vakuumbasierte Verfahren wie Magnetronsputtern oder Co-Verdampfen für einige der Prozessschritte eingesetzt.

1.     extra-weißen Glassubstrat das mit einem transparenten leitfähigen Oxid (TCO) beschichtet ist. In der Regel wird indiumdotiertes Zinnoxid (ITO) verwendet. Diese ITO-Schicht wird in der Regel durch großflächiges Magnetron-Sputtern auf Glas aufgebracht.

3.     Löchertransportschicht (Spiromoleküle)

4.     Die Abscheidung von Halogenidperowskiten. Dabei wird Bleijodid auf dem HTL abgeschieden. Die anschließende Abscheidung der organischen Salze kann entweder durch Spin-, Sprüh-, Tintenstrahl- oder Slot-Die-Verfahren erfolgen. In jedem Fall schließt sich an den Abscheidungsprozess eine Wärmebehandlung an. Während dieser Wärmebehandlung wird der halidorganometallische Perowskit-Halbleiter als polykristallines Material ausgebildet.

5.     Abscheidung der Elektronentransportschicht (Fulleren C60) verwendet, das aus organischen Solarzellen bekannt ist.

6.     Metallischen Kontakt

Der Weltrekord für den Wirkungsgrad einer solchen Vorrichtung liegt bei 25,7 %.

Mit einer Bandlücke von 1,74 eV. Obere Zelle darf nicht zu viel Licht absorbieren.

Weltrekord von 32,5%

Anforderungen der Langlebigkeit der Module stehen in Konflikt mit der Recyclingfähigkeit.

1. Trennung der Materialen

   1. Siliziumrückgewinnung keine Probleme, aber schlechte Silbermorphologie aus Silberchlorid wieder Silber zu gewinnen

   2. Modul mit beschädigtem Glas: thermische, chemische oder mechanische (SCF CO2) Delamination

2. Einsatz in neuen Modulen

   1. Glas: Verringerte Absorptionseigenschaften führen zu etwas schlechteren elektrischen Eigenschaften

   2. Silizium: Wafer mit 15% recyceltem Silizium Anteil haben verringerten Wirkungsgrad, Trend hin zu n-type Zellen, reduziert Einsatzmöglichkeiten von recyceltem p-type Silizium

   3. Die Verwendung von Recyceltem Silizium zur Herstellung von neuen Silizium Ingots ist zurzeit noch unwirtschaftlich

3. Die Wiederverwendung von intakten Silizium Wafern kann wirtschaftlichattraktiv sein, jedoch...

   • Extrem aufwendig Wafer unbeschädigt aus EoL Modul zu gewinnen

   • Wafer-Formate ändern sich laufend → alte Wafer passen nicht zu modernen Modulen

   
   

   Weitere Herausforderungen: Stark vernetzendes Einkapselungsmaterial, Sinkende Wafer- und Zellkosten, steigende Zellwirkungsgrade, größere Wafer, zerstörende Recyclingprozesse...