基于半导体氧化物薄层的光伏组件 3D 喷墨打印 (MANUNET-3D-PHOTOXIDES)

问题情况

如今，太阳能电池采用不同的工艺和材料制造。太阳能电池的决定性参数是效率，即。 H。光转化为电能的效率，从而决定了所需的空间。如今，单晶太阳能电池可实现最高水平的效率。这些由精心制造的大型硅单晶组成，然后将其锯成极薄的切片并进一步加工。另一方面，薄膜太阳能电池的资源效率明显更高，其中只有千分之一毫米的所需太阳能电池材料薄层应用于玻璃、塑料或金属箔。然而，这些层由以无序方式构造的微小颗粒组成。在晶界处的晶粒之间形成间隙，这阻碍了电流的流动并显着降低了电池的效率。

目标

在 3D-PHOTOXIDES 项目中，将开发一种创新的生产系统，允许制造具有较少缺陷晶界的薄膜太阳能电池，从而实现高效率。为此，正在调整在超导体研究领域开发但尚未用于太阳能电池的制造技术。

方法

为此，使用了一种行之有效的涂层技术，称为电子束蒸发，该技术也用于例如对包装薄膜进行涂层。这是通过倾斜基板来调整的，这样可以将千分之几毫米厚的氧化镁层施加到没有晶界的金属箔上。使用创新的喷墨打印技术，然后将溶液液滴施加到该缓冲层上。 B. 铜和锌。随后的加热使溶剂蒸发并形成薄膜太阳能电池，在这种情况下由氧化铜和氧化锌组成。原型实施在带有邮票大小的样品池的实验室系统中进行，然后将这些样品池互连形成一个 10 x 10 厘米的模块。同时，在生态和经济上创建和评估大规模生产的制造和工厂概念。

结果和应用潜力

如果实施成功，太阳能行业未来将获得一种新型的薄膜太阳能电池制造技术。特别是在德国，由于薄膜太阳能电池制造领域已有的广泛专业知识，这可以带来新的动力，并在太阳能工厂的全球发展中开辟市场机会。结果也可以直接转移到电力工程中的高温超导体，这项技术目前正在投放市场，初步试点应用在电网或发电厂中。