Die Entwickler am Fraunhofer CSP arbeiten an einem neuen Messsystem, mit dem Hersteller von Dünnschichtmodulen während des Produktionsprozesses die Schichteigenschaften auf großer Fläche bestimmen können.
Die Forscher des Fraunhofer-Centers für Silizium-Photovoltaik (CSP) entwickeln ein neues Messsystem für Dünnschichtmodule. Das neue System soll während der Herstellung die unterschiedlichen Eigenschaften der einzelnen Schichten des Moduls bestimmen und das auf der großen Fläche. Bisher war es nur möglich, Schichteigenschaften wie die Gefügestruktur, Rauheit, Lichtdurchlässigkeit oder Homogenität auf sehr kleinen Prüfkörpern zu bestimmen. „Gemeinsam mit industriellen Anwendern entwickeln wir ein neuartiges Messverfahren, mit dem es möglich ist, großflächig und zerstörungsfrei die Schichteigenschaften von bis zu zwei Quadratmeter großen Dünnschichtmodulen zuverlässig zu bewerten“, sagt Ralph Gottschalg, Leiter des Fraunhofer CSP. „Die Messtechnik wird inlinetauglich sein, lässt sich also in bestehende Herstellungsprozesse integrieren.“
Auf Abweichungen reagieren
Durch die Charakterisierung des gesamten Moduls können die Hersteller feststellen, ob die Schichten beispielsweise homogen genug aufgebracht werden und entsprechend reagieren, wenn das nicht der Fall ist. Damit können sie die Effizienz der Module steigern.
Für das neue Messsystem nutzen die Forscher nicht nur bereits existierende Messverfahren, sondern auch neue Analysemethoden. Um die Skalierung auf Großformate zu ermöglichen, wird eine Metrologieplattform inklusive prototypischer Messeinrichtung entwickelt, die für den Einsatz in einer bestimmten Produktionsumgebung individualisiert werden kann.
LEDs sorgen für das richtige Licht
Da die Messkonzepte und Messkonfigurationen flexibel sind, kann das System individuell an die jeweilige Umgebung angepasst werden. „Um die Anwendungen auf den jeweiligen Einsatzzweck und die zu ermittelnde Zielgröße abstimmen zu können, erfolgen die Untersuchungen an kleineren Substraten und Halbzeugen, die in Kooperation mit den Projektpartnern gezielt mit typischen Prozessvariationen hergestellt werden“, erklärt Christian Hagendorf, Projektleiter am Fraunhofer CSP. „Dabei ermöglichen LED-Beleuchtungseinheiten eine homogene und spektral selektive Bestrahlung, sodass ein Übertrag vom Labormaßstab auf industrielle Größen ohne Einbußen in der Genauigkeit gewährleistet ist.“ (su)