Glasartige Diffusionssperrschicht für biegsame CIGS-Solarzellen zum Aufsprühen
Forscher am INM entwickelten für biegsame CIGS-Solarzellen eine Barriereschicht, die den Metallträger von der Absorberschicht trennt und somit den Wirkungsgrad der metallbasierten flexiblen Dünnschicht- Solarzellen erhöht. Sie kann nasschemisch über Sprühverfahren auf biegsame und starre Substrate beliebiger Form aufgebracht werden.
Vom 7. bis 11. April 2014 präsentieren die Forscher des INM dieses und weitere Ergebnisse in Halle 2 am Stand C48 auf der Hannover Messe im Rahmen der Leitmesse Forschung, Entwicklung und Technologietransfer. Dazu gehören neue Entwicklungen zu transparenten und leitfähigen Schichten, Beschichtungen für Korrosionsschutz und Reibungsminderung, antimikrobielle Beschichtungen sowie Printed Electronics.
Die glasartige Schicht erhöht den Wirkungsgrad der Solarzellen auf verschiedene Weise: „Sie wirkt als Eisendiffusionssperre und verhindert das unerwünschte Eindringen von Eisenionen in die Absorberschicht. Denn genau das würde zum Wirkungsgradverlust führen“, erklärt Peter William de Oliveira, Leiter des Programmbereichs Optische Materialien, „gleichzeitig funktioniert die Barriere als Isolationsschicht und reduziert ungewollte elektrische Ströme vom Absorber zum Träger“, so de Oliveira weiter. Zusätzlich stelle die Beschichtung eine Quelle für das Dotierungselement Natrium dar. Damit ließe sich der Wirkungsgrad flexibler, metallbasierter CIGS-Dünnschichtsolarzellen auf 13 Prozent erhöhen. Durch die neue Barriereschicht sei es außerdem möglich, mehrere Zellen auf ein und demselben Substrat monolithisch zu Modulen zu verschalten.
Die glasartige Diffusionsbarriere wird mittels Sol-Gel-Verfahren auf den Metallträger aufgebracht. Sie ist transparent, biegsam und nur zwei bis fünf Mikrometer dick. Über Tauch- und Schlitzgussbeschichtung lassen sich flexible Folien in einer Größe von DIN A3 erzeugen. Für den weiteren Upscaling-Prozess entwickelten die Forscher am INM jetzt eine Methode, mit der sie die Beschichtung über Sprühverfahren auf große Substrate beliebiger Form aufbringen können. Daneben lassen sich Folien bis 50 Meter Länge und eineinhalb Meter Breite auch über klassische Rolle-zu-Rolle-Verfahren beschichten.
Quelle: INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien
