Kristallines Silizium direkt aus Glas.
PV-CSS entwickelt einen neuen Herstellungsweg für kristallines Silizium direkt aus einer Kalk-Natron-Glasoberfläche. Das Ziel ist eine neue energie- und materialeffziente Solarzellentechnologie.
Siliziumquelle und Träger zugleich
Das Glas liefert das Silizium für die kristalline Schicht und bleibt zugleich ihr stabiler Träger.
Mehr als nur eine Siliziumschicht
In einem aluminothermischen Festkörperprozess wird
Silizium aus dem Siliziumdioxid der Glasoberfläche freigesetzt. Das Silizium kristallisiert und bildet eine zusammenhängende Schicht.
Gleichzeitig entsteht darunter ein Al2O3 Al Komposit. Diese Rückseitenstruktur ist elektrisch leitfähig. Damit erzeugt PV-CSS nicht nur kristallines Silizium. sondern bereits ein funktionales Schichtsystem für den späteren Aufbau einer Solarzelle.
Nur etwa 10 µm hoch. Aber Millimeter groß.
Die Kristallite wachsen vor allem in die Fläche. Obwohl die Siliziumschicht nur etwa 10 µm dick ist, breiten sich die Kristallite lateral bis in den Millimeterbereich aus.
Mit zunehmendem Wachstum treffen die Kristallite aufeinander und verbinden sich zu einer zusammenhängenden kristallinen Siliziumschicht.
Vom CSS Wafermaterial zur Solarzelle
2023 stand das kristalline CSS Wafermaterial im Mittelpunkt. 2024 folgte der nächste Schritt mit einer
Solarzelle auf CSS Wafermaterial.
Aus einer Materialidee wurde photovoltaische Funktionalität.
Heute wenige Quadratzentimeter. Morgen Modulfläche?
Jetzt entscheidet sich, ob sich der Laborprozess reproduzierbar auf größere Flachen übertragen lässt. Dafür müssen Reproduzierbarkeit, Homogenität und Prozesskontrolle weiter verbessert werden.
Reproduzierbarkeit
definierte Materialeigenschaften von Probe zu Probe
Homogenität
gleichmäßige Eigenschaften über größere Flächen
Prozesskontrolle
ein beherrschbarer und reproduzierbarer Syntheseprozess
Der nächste Entwicklungsschritt ist Scale up.
aus dem Laborprozess soll ein industriell beherrschbarer Herstellungsweg werden.
Aus CSS Wafermaterial soll eine Solarzellentechnologie werden.
Parallel zum Scale up müssen Dotierung, Kontaktierung
und Zellaufbau weiterentwickelt und miteinander
verbunden werden.
PV-CSS bei sameday media GmbH
Technologiegeberin und Entwicklungsbasis
Die sameday media GmbH erforscht und entwickelt die CSS Technologie weiter und bündelt CSS Wafermaterial, Herstellungs Know how sowie Labor und Syntheseinfrastruktur.
Ein neuer Produktionsweg für Europa
Das benötigte Kalk Natron Glas wird aus Rohstoffen hergestellt, die auch in Deutschland und Europa verfügbar sind. Wenn die Skalierung gelingt, könnte PV-CSS einen neuen Produktionsweg für kristallines Silizium eröffnen und Photovoltaik Wertschöpfung wieder stärker in Europa ermoglichen.
Der nächste Schritt: gemeinsam vom Laborprozess zur industriellen Anwendung.
Fur Kooperationen in Anlagenbau, Glas, Halbleitertechnologie und Photovoltaik.