Herstellung von CIGS Solarmodulen – Neues aus der Grundlagenforschung

Die Hochschule München hat den Ablationsmechanismus für Molybdän in der CIGS Herstellung im Detail untersucht. Bisher wurde angenommen, dass für den Materialabtrag von der Rückseite ein sich schnell ausdehnendes Gas verantwortlich ist. Die wissenschaftliche Untersuchung konnte dieses Modell entkräften.

Bei der Herstellung von CIGS Solarmodulen wird eine dünne Molybdänschicht auf dem Trägerglas abgeschieden. Um eine höhere Modulspannung zu erreichen, wird diese Schicht in viele dünne, elektrisch isolierte Streifen aufgeteilt. Diese Strukturierung erfolgt durch ein Laserverfahren, auch Laserablation genannt. Das Verfahren ist deutlich effizienter, wenn ein sehr kurz gepulster Laser von der Rückseite durch das Glas auf die Molybdänschicht trifft. Im Gegensatz zu dem lange üblichen Verfahren von der Vorderseite kommend, erzeugt diese Methode deutlich weniger Mikrorisse und Aufschmelzungen.

Das Team um Dr. Matthias Domke hat den Ablationsmechanismus für Molybdän an der Hochschule München im Detail untersucht. Plansee unterstützte das Projekt und stellte mit Molybdän beschichtete Glasproben bereit, die im hauseigenen PVD Beschichtungslabor hergestellt wurden.

Bisher wurde angenommen, dass für den Materialabtrag von der Rückseite ein sich schnell ausdehnendes Gas verantwortlich ist. Dieses Gas soll sich durch Verdampfung unter der hohen Energie des Laserpulses am Glas-Molybdän-Interface bilden. Die wissenschaftliche Untersuchung konnte dieses Modell nur entkräften: Ausschließlich die thermische Ausdehnung durch die Erwärmung und Aufschmelzung von Molybdän erzeugt die Druckwelle, die zum Materialabtrag führt. Schlagartiges Verdampfen spielt dabei eine untergeordnete Rolle.

Mehr dazu finden Sie im Paper Evidence of Pressure Waves in Confined Laser Ablation.