Technologie

Wir entwickeln und vertreiben schlüsselfertige Lösungen zur Produktion von Dünnschicht-Solarmodulen unter Verwendung von Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) als Absorbermaterial.

Generelle Vorteile der CIGS-Technologie:

• Materialsparende Produktion ohne Silizium
• Höchstes Wirkungsgradpotential unter den Dünnschicht-Technologien
• Freie Wahl des Deckglases je nach Anwendung
• Keine Degradation

Neben der CIGS-Absorberschicht, bestehen die Module aus einem metallischen Rückseitenkontakt und einem transparenten, elektrisch leitfähigen Frontkontakt. Die unterschiedlichen Schichten werden dafür nacheinander auf einem Glassubstrat, das als Trägermaterial und gleichzeitig als Bestandteil der späteren Verkapselung des Bauelementes fungiert, abgeschieden.

centrotherm photovoltaics hat eine eigene Produktionstechnologie entwickelt und diese in einer Vielzahl von Patentanmeldungen abgesichert. Die Vorteile im Überblick:

• Unsere Prozessschritte sind leicht auf große Flächen skalierbar
• Sehr kurze Taktzeiten ermöglichen eine sehr hohe Produktivität
• Keine Verwendung toxischer oder explosiver Prozessgase
• Vergleichsweise kleine Produktionsfläche

Unsere Produktionstechnologie

Nachdem das Glassubstrat nassmechanisch gereinigt und mit einem Luftschwert getrocknet wurde wird durch Sputterabscheidung eine Molybdänschicht aufgebracht, die später als metallischer Rückseitenkontakt dient. Die Sputtertechnologie unseres Tochterunternehmens FHR Anlagenbau hat sich mit langjährigem Erfolg für die großflächige homogene Beschichtung von Architekturglas in der Industrie bewährt.

Anschließend erfolgt anhand unseres patentierten sequentiellen Prozesses die Bildung der CIGS-Absorberschicht. Die metallischen Vorläuferschichten (Kupfer, Indium und Gallium) werden ebenso wie zuvor das Molybdän in Sputteranlagen abgeschieden. Als abschließende Abscheidung wird elementares Selen mit einer nur bei centrotherm photovoltaics verfügbaren, äußerst schnellen, kosteneffizienten und einfachen atmosphärischen Prozessanlage aufgebracht. Im zweiten Schritt  erfolgt  die  thermische  Aktivierung  der  CIGS-Kristallphase in unserem Durchlaufofen. Durch die ebenfalls atmosphärische Phasenumwandlung der Absorberschicht und die sehr kurzen Prozesszeiten profitieren unsere Kunden von der derzeit produktivsten und kostengünstigsten Technologie zur Herstellung eines CIGS-Absorbers.

Nach Bildung der Absorberschicht wird in der Nassprozessanlage durch eine chemische Reaktion n-leitendes Cadmiumsulfid als Pufferschicht auf das Substrat aufgebracht. Alternativ sind  in unserer Forschung & Entwicklung bereits Cadmium-freie Pufferschichten in der Erprobung.

Abschließend wird ein n-leitender Vorderseitenkontakt aus Aluminium-Zinkoxid als transparente leitfähige Oxidschicht in einem zweistufigem Sputterverfahren abgeschieden.
Bei der CIGS-Dünnschichttechnologie ist die Herstellung von Solarzellen und -modulen in einem einzigen Prozessablauf zusammengeführt. Um das Modul in einzelne Zellen aufzuteilen und diese in Serie zu verschalten (monolithische Verschaltung) muss es zwischen den unterschiedlichen Abscheidungen mehrfach durch Laserbehandlung oder Nadelritzen strukturiert (P1, P2, P3) werden.

Nach der Anbringung der Kontakte an den beiden äußersten Zellen wird das Modul mit EVA-Folie eingekapselt und versiegelt. Anschließend wird das Deckglas auf das Rohmodul aufgelegt und laminiert. Zuletzt wird auf der Rückseite die Anschlussdose angebracht und die Module werden nach einer finalen IV-Messung sortiert.