Solarenergie

Die Entwicklung neuer funktioneller Materialien für die Solarenergie ist Forschungsschwerpunkt zahlreicher Unternehmen und Universitäten. Fischer bietet Messgeräte zur Werkstoffprüfung innovativer Beschichtungen auf Solarmodulen. Und auch für die Qualitätssicherung von Dünnschicht-Solarzellen, beispielsweise zur Schichtdickenmessung von Cadmiumtellurid oder CIS/CIGS, finden Sie hier die passende Messtechnik.

Kontrollierte Qualität für Solarzellen

Application Notes

Höchste Effizienz bei Dünnschicht-Solarzellen durch Inline-Messung sicherstellen

Bei der Produktion von Dünnschicht-Solarzellen oder Folien (z. B. CIS, CIGS, CdTe) ist die Einhaltung vorgegebener Toleranzgrenzen bzgl. Schichtdicke und Zusammensetzung eine wichtige Anforderung, da sich Abweichungen direkt auf den Wirkungsgrad der Panels auswirken. Mit einem präzisen, schnellen und zuverlässigen Inline-Messsystem können Produktions-Parameter kontinuierlich überwacht und die Qualität des Beschichtungsprozesses sichergestellt werden.

Typische Dünnschicht-Photovoltaik-Module bestehen aus komplexen Schichtsystemen auf Grundwerkstoffen wie Glas oder Folie. Um kostengünstige, effiziente und zuverlässige CdTe/CIS/CIGS-Produkte zu erhalten, sind folgende Faktoren für die Hersteller ausschlaggebend:

  • Hoher Wirkungsgrad der Module
  • Dünnere Absorptionsschichten kleiner als 1 µm
  • Stöchiometrie und Gleichmäßigkeit des Absorptionsfilms über große Flächen

Hierbei hilft eine ausgefeilte, zerstörungsfreie Messtechnik wie die Röntgenfluoreszenz-Analyse (RFA), Einheitlichkeit und Stöchiometrie zu verbessern und damit die Zell-Effizienz und den Produktionsertrag zu steigern. Das FISCHERSCOPE® X-RAY 5400 ermöglicht die richtige und präzise Messung und damit die kontinuierliche Qualitätskontrolle der Schichtdicke und Zusammensetzung von komplexen CIS/CIGS/CdTe- Dünnschicht-Systemen an verschiedenen Stellen im laufenden Produktionsprozess.

Abb. 1: Links: RFA-Messkopf des FISCHERSCOPE® X-RAY 5400
Rechts: detaillierte Ansicht der einfach auszutauschenden Schutzfolie

Da die X-RAY-Messköpfe mittels eines gekühlten Standardflansches direkt an die Vakuumkammer angebracht werden, können sie auch in einer Produktionsumgebung mit Substrattemperaturen bis zu 500 °C eingesetzt werden.

Während des Produktionsprozesses kann es zu Bewegungen oder Aufwölbungen des Produkts kommen, was zu variierenden Abständen zwischen Probe und Messkopf führt. Um diesen potenziell das Messergebnis verfälschenden Effekt zu kompensieren, verwendet die WinFTM®-Software Informationen, die schon im RFA-Spektrum enthalten sind, um eine zuverlässige Abstandskompensation ermöglichen. Separate Abstandssensoren sind dadurch gänzlich überflüssig.

Abb. 2: Änderung der Messwerte für CIGS-Schichtdicke bedingt durch Variation des Messabstands. Die blauen Punkte wurden mit Software-Abstandskompensation gemessen, die roten Punkte ohne
Aktiviert man diese Abstandskompensation, kann der Messabstand um ± 5 mm schwanken, ohne die Messwerte spürbar zu beeinflussen

Mit der Röntgenfluoreszenz-Methode kann die Qualität von Dünnschicht-Solarzellen präzise überwacht werden. Das speziell dafür entwickelte FISCHERSCOPE® X-RAY 5400 erfüllt die harten Anforderungen der rauen Produktionsumgebungen. Für mehr Informationen kontaktieren Sie bitte Ihren Ansprechpartner von Fischer.

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