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Das niederländische Unternehmen SALD BV, bekannt für seine Expertise im Bereich der Atomlagenabscheidung (ALD), hat ein innovatives räumliches ALD-System für die Schicht-zu-Schicht-Abscheidung vorgestellt. Dieses System wurde speziell für die Pilotproduktion großflächiger Perowskit-Solarzellen auf Glassubstraten entwickelt. Es stellt einen bedeutenden Fortschritt in puncto Skalierbarkeit dar und kann Glasplatten mit Abmessungen von bis zu 1,2 m × 0,6 m verarbeiten. Die Prozessgeschwindigkeit beträgt bis zu einem Meter pro Sekunde. Diese Spezifikationen entsprechen weitgehend den Anforderungen von Kunden an Pilotlinien und machen das System zu einem praktischen Werkzeug, um die Lücke zwischen Laborexperimenten und kommerzieller Fertigung zu schließen.

Konzipiert für die kommerzielle Fertigung und größere Substratgrößen

Im Gegensatz zum früheren System 2022 von SALD, das auf Wafer-große Formate in Glovebox-Umgebungen ausgelegt war, ist dieses neue System für den Betrieb in offenen Umgebungen konzipiert, wie sie in der kommerziellen Produktion üblich sind. Es zeichnet sich durch eine höhere Kapazität aus und ist für den Betrieb unter Bedingungen optimiert, die realen Fertigungsumgebungen sehr nahekommen. Dieser Ansatz ermöglicht eine reibungslosere Integration in Pilotlinien und erleichtert die Skalierung von Prozessen ohne Kompromisse bei Qualität oder Durchsatz.

Vielseitige Funktionsschichtabscheidung für verschiedene Solarzellentechnologien

Die Vielseitigkeit des Verfahrens zeigt sich in seiner Fähigkeit, mehrere funktionelle Dünnschichtschichten abzuscheiden, die für verschiedene Solarzellentypen unerlässlich sind. In Perowskit-Solarzellen mit einem pn-Übergang kann es Zinnoxid (SnOₓ) und Nickeloxid (NiO) als Pufferschichten, Aluminiumoxid (AlOx) für Zwischenschichten oder zur Verkapselung sowie aluminiumdotiertes Zinkoxid (AZO) an den Rekombinationsübergängen in Tandem-Solarzellen abscheiden. Diese Schichten sind entscheidend für die Leistung und Stabilität von Perowskit-basierten Bauelementen und profitieren insbesondere vom Niedertemperatur-SALD-Verfahren, das temperaturempfindliche Perowskit-Absorber vor Schäden schützt.

Über Perowskit -Technologien hinaus eignet sich das System auch für kristalline Silizium-Solarzellen, auf denen Aluminiumoxid- (Al₂O₃) und Hafniumoxid- (HfO₂) Schichten abgeschieden werden können. Aluminiumoxid ist zudem für die Herstellung flexibler Photovoltaik-Bauelemente anwendbar, wodurch die Relevanz des Verfahrens auf ein breites Spektrum neuer Solartechnologien ausgeweitet wird.

Kosteneffizienz durch höheren Durchsatz und vereinfachten Betrieb

SALD behauptet, dass ihre räumliche ALD-Plattform im Vergleich zu herkömmlichen Vakuumdampfabscheidungsverfahren geringere Gesamtbetriebskosten bietet. Die Hauptkosteneinsparungen ergeben sich aus dem höheren Durchsatz in Kombination mit dem Wegfall komplexer Vakuuminfrastruktur, was die Betriebskomplexität und die Wartungskosten reduziert. Wie ein Unternehmenssprecher gegenüber dem PV Magazine erklärte, macht dieser höhere Durchsatz ohne Vakuumbedarf das System wirtschaftlicher und einfacher zu bedienen als herkömmliche Vakuumbeschichtungsanlagen.

Überbrückung der Distanz zwischen Labormaßstab und Pilotproduktion durch Prozessgleichmäßigkeit und Reproduzierbarkeit

Die Entwicklung dieser Plattform wurde durch die häufigen Engpässe beim Übergang von der Laborforschung zur Pilotfertigung motiviert. Das System von SALD ermöglicht die Prozessentwicklung unter Bedingungen, die der kommerziellen Fertigung sehr nahekommen und so eine gleichmäßige Dünnschichtabscheidung, einen hohen Durchsatz und reproduzierbare Ergebnisse gewährleisten. Diese Fähigkeit ist entscheidend für Hersteller, die die Kommerzialisierung von Perowskit- und fortschrittlichen Silizium-Solartechnologien beschleunigen wollen.

SALD BV: Innovative ALD-Systeme für industrielle Anwendungen

SALD BV, gegründet 2019, hat sich schnell als führender Entwickler von Atomlagenabscheidungssystemen etabliert. Das Produktportfolio umfasst sowohl Forschungsanlagen als auch industrielle Großseriensysteme, die auf hohen Durchsatz, Präzision und Prozessreproduzierbarkeit ausgelegt sind. Mit diesem neuen räumlichen ALD-System erweitert SALD die Grenzen des Machbaren in der Dünnschichtabscheidung für die nächste Generation der Solarzellen und weitere industrielle Anwendungen.