Pilot-Vakuumbeschichtungsanlage für CIGS Solarmodule

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/500694
• Projekttitel Englisch: CIGS Multi-Stage Inline Demonstration

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Das Projekt umfasst die Planung und Entwicklung sowie die Realisierung einer neuartigen inline Pilot-Vakuumbeschichtungsanlage für die effiziente Produktion von kostengünstigen CIGS (Kupfer Indium Gallium Diselenid) Solarmodulen mit hohem Wirkungsgrad. Die Abscheidung der CIGS-Solarzellenschichten in einem mehrstufigen Vakuum-Durchlaufprozess ist neuartig. Die Anlage soll die Eignung und das Potenzial der innovativen inline Beschichtungstechnologie für eine spätere industrielle Produktion aufzeigen.

Schlussbericht (Deutsch)

In der Abteilung für Dünnfilme und Photovoltaik an der Empa ist es gelungen durch innovative Methoden einen Prozess zur Herstellung hocheffizienter CIGS Solarzellen auf Kunststofffolien zu entwickeln. Leichte und biegbare Solarzellen mit Wirkungsgrad über 20% konnten so im Labormassstab hergestellt werden. Auf dem Weg zur Lösung der Energieproblematik ist es wichtig zu demonstrieren, dass dieser noch stationäre Prozess auch auf eine produktionsrelevante Beschichtungsanlage transferiert werden kann. Das Ziel dieses P&D Projekts war es eine rolle-zu-rolle (R2R) CIGS Beschichtungsanlage zu demonstrieren, mithilfe derer man diesen Transfer des innovativen Prozesses vom Labor in eine vorindustrielle Produktion zeigen kann. Innerhalb des Projekts ist es gelungen diese Anlage fertigzustellen und in Betrieb zu nehmen. Die Demonstration einer solchen Pilotanlage spielt eine zentrale Rolle bei der industriellen Entwicklung von CIGS Beschichtungsanlagen für hoch effiziente und kostengünstige Solarmodule und bei der Bereitstellung von bezahlbarem Sonnenstrom.

Schlussbericht (Englisch)

In the Laboratory for Thin Films and Photovoltaics at Empa a novel process for fabrication of highly efficient CIGS solar cells on plastic films was developed by using innovative concepts. Light-weight and flexible solar cells with efficiency above 20% were fabricated on laboratory scale. On the way contributing to a renewable energy supply it is essential to demonstrate the feasibility of transferring this still static process to industrial relevant deposition equipment.  The goal of this P&D project was to demonstrate a roll-to-roll (R2R) CIGS deposition system where the innovative multi-stage co-evaporation process developed in the Laboratory for Thin Films and Photovoltaics at Empa for small area substrates can be scaled up for coating on inline moving large area substrates. Demonstration of such a pilot scale deposition system plays a pivotal role in industrialization of CIGS deposition technology for affordable, high efficiency solar cells and modules in future.

Zugehörige Dokumente

• CIGS | multistage in-line pilot Machine demonstration - Final Report [PDF] 577 kB

Schlussbericht (Französisch)

Le laboratoire Couches Minces & Photovoltaïque  de l’Empa est parvenu à développer, au moyen de méthodes innovantes, un nouveau procédé de fabrication de cellules solaires CIGS à haute efficacité sur substrat plastique. Ce procédé a permis de fabriquer en laboratoire des cellules solaires légères et flexibles de plus de 20% d’efficacité. Pour que cette technologie contribue à résoudre le problème de l’approvisionnement en énergie, il est essentiel de démontrer que l’on peut transférer ce procédé statique dans des équipements de production industriels. Le but de ce projet P&D est de réaliser un système de dépôt CIGS « roll-to-roll » (R2R) dans lequel le procédé innovant de co-évaporation multiniveau développé en laboratoire sur petites surfaces peut être implémenté à l’échelle industrielle, sur grande surface et en dépôt dynamique. La réalisation de ce réacteur pilote joue un rôle central dans l’industrialisation de la technologie CIGS à bas coûts et haute efficacité ainsi que dans la diffusion de l’énergie solaire.