COMET – Copper metallization for sustainable n-type PV technologies (SOLAR-ERA.NET Cofund 2, Call 2021, ID:18)

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502483
• Projekttitel Englisch: COMET – Copper metallization for sustainable n-type PV technologies (SOLAR-ERA.NET Cofund 2, Call 2021, ID:18)

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Das COMET-Projekt zielt darauf ab, die allgemeine Nachhaltigkeit der photovoltaischen Stromerzeugung durch die Entwicklung von Kupfermetallisierungsprozessen für aktuelle p-Typ- und zukünftige n-Typ-Solarzellen und -Module zu verbessern. COMET wird ein schlankes Kupfer-Galvanisierungsverfahren für PERC- und TOPCon-Solarzellen demonstrieren, das die gleichzeitige Metallisierung der Vorder- und Rückseiten bis zum M6-Waferformat ohne Ghost-Plating ermöglicht. Innovative und zuverlässige Verbindungen auf der Basis von elektrisch leitfähigen Klebstoffen werden ebenfalls demonstriert. Darüber hinaus wird COMET die physikalischen Phänomene aufdecken, die die Poly-Si/Cu-Kontaktbildung bestimmen, einschließlich der Barriereschichten zwischen Poly-Si und Kupfer, und die Materialien und Prozessparameter identifizieren, die den niedrigsten Kontaktwiderstand ohne schädliche Oberflächenpassivierung ergeben. Schliesslich wird COMET die Zuverlässigkeit und die Kosteneffizienz von Cu-metallisierten Solarzellen bis hin zu Mini-Modulen demonstrieren und sowohl Standarddegradationstests als auch beschleunigte Alterung im Freien durchführen, um die Hauptausfallmodi zu ermitteln und so die Validierung und die Bankfähigkeit der Cu-Metallisierung als nachhaltigen Ersatz für Ag zu verbessern.

Kurzbeschreibung (Englisch)

The COMET project aims at increasing the overall sustainability of PV energy by developing copper metallization processes for current ptype and future n-type solar cells and modules. COMET will demonstrate a lean copper electroplating process for PERC and TOPCon solar cells allowing the simultaneous metallization of the front and the rear sides up to M6 wafer format without ghost plating. Innovative and reliable interconnections based on electrically conductive adhesives will also be demonstrated. In addition, COMET will unveil the physical phenomena ruling the poly-Si/Cu contact formation, including barrier layers between poly-Si and copper, and identify the materials and process parameters yielding the lowest contact resistivity without damaging surface passivation. Finally, COMET will demonstrate the reliability and the cost-effectiveness of Cu-metallized solar cells up to mini-modules and perform both standard degradation tests and outdoor accelerated ageing to pinpoint their main failure modes so as to increase the validation and the bankability of Cu metallization as a sustainable replacement for Ag.

Kurzbeschreibung (Französisch)

Le projet COMET vise à accroître la durabilité globale de l'énergie photovoltaïque en développant des procédés de métallisation du cuivre pour les cellules et modules solaires actuels de type p et ceux de type n à venir. COMET fera la démonstration d'un procédé d'électroplacage de cuivre allégé pour les cellules solaires PERC et TOPCon, permettant la métallisation simultanée des faces avant et arrière jusqu'au format de plaquette M6 sans placage fantôme. Des interconnexions innovantes et fiables basées sur des adhésifs électriquement conducteurs seront également présentées. En outre, COMET dévoilera les phénomènes physiques qui régissent la formation du contact poly-Si/Cu, y compris les couches de barrière entre le poly-Si et le cuivre, et identifiera les matériaux et les paramètres de processus permettant d'obtenir la plus faible résistivité de contact sans endommager la passivation de surface. Enfin, COMET démontrera la fiabilité et la rentabilité des cellules solaires métallisées au cuivre jusqu'aux mini-modules et réalisera des tests de dégradation standard et de vieillissement accéléré en extérieur pour identifier leurs principaux modes de défaillance afin d'accroître la validation et la bancabilité de la métallisation au cuivre en tant que remplacement durable de l'argent.