Das Labor ist spezialisiert auf produktionsnahe Materialcharakterisierung
von Solarzellen und Halbleitern. Die Ausrüstung des im Oktober 2000
in Gelsenkirchen neu eröffneten Labors erlaubt Forschung unter industrienahen Bedingungen
sowie die direkte Umsetzung der Laborergebnisse in die Produktion. Der
Aufbau des Labors wurde möglich durch die Initiative und Unterstützung
der Landesregierung Nordrhein-Westfalen sowie durch Zuwendung der Europäischen
Union.
Im Beisein von Prof. Andreas Pinkwart, Minister für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie des Landes Nordrhein-Westfalen, eröffnete das Fraunhofer ISE Labor- und Servicecenter (LSC) Gelsenkirchen am 9. Februar 2007 seine neuen Laborräume. Mit dem Umzug an den neuen Standort „Auf der Reihe 2“ im Ortsteil Rotthausen haben sich die Möglichkeiten der industrienahen Forschungseinrichtung erweitert.
„In den letzten sechs Jahren hat sich das Gelsenkirchener Fraunhofer LSC eindrucksvoll als Dienstleister für die Photovoltaikindustrie etabliert. Unser gemeinsames Konzept, eine Plattform für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft zu schaffen, ist mehr als aufgegangen“, so NRW-Innovationsminister Pinkwart. „Nordrhein-Westfalen ist das Energieland Nr. 1 in Deutschland und soll möglichst bald auch Energieforschungsland Nr. 1 werden. Das Fraunhofer-Labor ist ein weiterer Schritt hin zu diesem Ziel“.
Solarzellenhersteller nutzen das LSC für die Qualitätskontrolle ihrer Produktion ebenso wie für kurzfristige Problemlösungen in der Prozesslinie. „Unser mit modernster Technik ausgestattetes Labor erlaubt es, den Entwicklungen des Photovoltaik-Marktes Rechnung zu tragen“, so Dr. Dietmar Borchert, Leiter des LSC. »Die direkte Umsetzung der Laborergebnisse in die Produktion steht für uns im Mittelpunkt«. Das Angebot des Labors umfasst die Simulation und Optimierung von Durchlaufprozessen ebenso wie die Entwicklung neuer Prozesse und Strukturen für Solarzellen. Darüber hinaus wird die Herstellung großflächiger Heterosolarzellen aus amorphem und kristallinem Silicium erforscht. Last but not least führt das LSC Gelsenkirchen auch Trainings im Bereich Charakterisierungsverfahren und Solarzellentechnologie durch.
Ein Beispiel für die Entwicklung schneller Messverfahren ist das so genannte LBIC-System. Mit dieser Messdienstleistung können jene Positionen auf einer Solarzelle identifiziert werden, die zu einer Wirkungsgradverschlechterung führen. Wirkungsgrad reduzierende Defekte in Solarzellen können Korngrenzen, Versetzungen oder Ausscheidungen sein. Gemessen werden diese mit einem so genannten LBIC-System, kurz für »light beam induced current«. Bei diesem Verfahren wird die Solarzelle zeilenweise mit einem Laserstrahlpunkt beleuchtet und dabei gleichzeitig der erzeugte Kurzschlussstrom gemessen. Dieser Strom wird in einen Wert umgerechnet, der dem Anteil der in der Solarzelle genutzten Photonen entspricht. Typischerweise findet die Messung an 500x500 Messpunkten statt und dauert etwa zwei Stunden, bei Ortsauflösungen von bis zu 6 µm. Bis zu 30x30 cm große Solarzellen lassen sich so vermessen. Aufgrund der hohen Ortsauflösung lässt sich der Einfluss ausgewählter Solarzellenprozessschritte auf einzelne Defekttypen des Ausgangsmaterials verfolgen. Der Solarzellenhersteller erhält wertvolle Aussagen über den Einfluss einzelner Parameter seines Produktionsprozesses auf mögliche Defekte im Material und kann seine Prozessschritte entsprechend optimieren.
Das Fraunhofer ISE in Freiburg ist mit derzeit rund 500 Mitarbeitern das größte europäische Solarforschungsinstitut. Es kann auf Know-how und Erfahrungen aus 25 Jahren Forschungsarbeit zurückgreifen. Weitere Schwerpunkte neben der Photovoltaik sind das energieeffiziente und solare Bauen sowie die Wasserstofftechnologie. Am Standort Gelsenkirchen sieht Fraunhofer ISE ein Potenzial von 50 bis 60 Mitarbeitern.
Ausstattung
Materialcharakterisierung:
- Forschungsmikroskop
- Mikrowellen-Reflexion
- Spektrometer
- Ellipsometer
- Schichtwiderstands-Mapping
Zellcharakterisierung:
- Solarsimulator
- Tieftemperaturmessplatz
- Filtermonochromator
- Stripping Hall
- SR-LBIC
- Thermographie
Modultechnik:
- Outdoor Dauermessplatz
Prozesstechnologie:
- 100 m2 Reinraum
- Naßchemiebank
- Spin-Coater
- Aufdampfanlage
- Durchlauf-Sinterofen
- Durchlauf-Diffusionsofen mit RTP-Modul
- Inline-PECVD-Anlage mit einer Abscheidefläche von 450mm * 450 mm
Dienstleistungen
- Substratcharakterisierung
- Kontaminationskontrolle
- Prozessmonitoring
- Bestimmung von Diffusionsprofilen
- Charakterisierung von Solarzellen
- Prozessieren großflächiger Siliziumsubstrate auch im
- Durchlaufprozess
- Nachfahren und Optimierung von Durchlaufprozessen
- Unterstützung von Halbleiterherstellern in speziellen Fragen
- der Halbleiterproduktion bzw. Charakterisierung
- Abscheidung von Siliziumnitrid und Siliziumoxid
- im Kundenauftrag
- Ätzen von Silizium, Siliziumnitrid und Siliziumoxid
- im Kundenauftrag
- Direkte Verbindung zum Know-How des
- Fraunhofer ISE, Freiburg
- Schnelle Response-Zeiten
Ansprechpartner:
Dr. Dietmar Borchert
Leiter LSC Gelsenkirchen
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Labor- und Servicecenter Gelsenkirchen
Auf der Reihe 2
45884 Gelsenkirchen
Telefon: 0209 / 1 55 39 - 13
Fax: 0209 / 1 20 90 - 93
Karin Schneider
Presse und Public Relations
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme
Heidenhofstraße 2
79110 Freiburg
Telefon: 0761 / 45 88 - 51 47
Fax: 0761 / 45 88 - 91 47