Zkušenosti z evropských projektů ve Fyzikálním ústavu AV ČR

Prezentace na téma: "Zkušenosti z evropských projektů ve Fyzikálním ústavu AV ČR"— Transkript prezentace:

1 Zkušenosti z evropských projektů ve Fyzikálním ústavu AV ČR
Antonín Fejfar

2 Projekty 2009 – 2012 PolySiMode, FP7: ENERGY , # – 2004 aSiNet, European thematic network on Amorphous Silicon Device Technology, FP5 Competitive and Sustainable Growth, (G5RT-CT ) Other EC projects (headed by J. Kočka): PECO 3029: "Accelerated tests and improvement of the stability of a-Si:H solar cells“ Copernicus PECO 7839: "Non-conventional preparation of light emitting silicon, its transport and optical properties" supplement to CT : "New and more stable a-Si:H based materials for photovoltaics“ …

3 PolySiMode Improved Polycrystalline-Silicon Modules on Glass Substrates Contract number FP7: ENERGY : Efficiency and material issues for thin-film photovoltaics

4 2.4.2013 UK FSI VUT Brno Czech Republic Slovakia Slovenia Greece Italy
Switzerland France Austria Spain Germany Great Britain Germany (reduced) UK FSI VUT Brno

5 Source: UK FSI VUT Brno

6 hrozné strašné ničivé krupobití!
Science cafe Ústí n.L.

7 NREL chart

8 Partneři IMEC: Interuniversitair Micro-Electronica Centrum VZW
CSG Solar AG Fraunhofer ISE: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Fyzikální ústav Akademie věd České republiky (FZU) Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) Institut d'Electronique du Solide et des Systèmes (InESS), Strasbourg, France

9 ~7 mld. Kč, téměř jako celá AV ČR
1984 Established by state government of Flanders in Belgium Nonprofit organization, Initial investment: 62M€, Initial staff: ~70 2009 One of the largest independent R&D organizations in its field, worldwide Staff: over 1750, Worldwide collaboration with many partners Revenue: ~270 M€ 17% government/state funding ~7 mld. Kč, téměř jako celá AV ČR

10

11 Průmyslový partner: factory in Thalheim, Germany,
based on Pacific Solar, Australia currently producing 6-7% efficient modules (1.38 m2). production started in Aug annual cap. 13 MWp guarantee : 90% power for 12 years, 80% for 25 years resistant to water, no TCO Cost of Goods Sold per Watt Peak (COGS/Wp) 2.8€/W

12 Record minimodule 10.4% CSG Solar Pty, Ltd, Sydney

13 Partneři IMEC: Interuniversitair Micro-Electronica Centrum VZW
CSG Solar AG Fraunhofer ISE: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Fyzikální ústav Akademie věd České republiky (FZU) Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) Institut d'Electronique du Solide et des Systèmes (InESS), Strasbourg, France

14 Cílem projektu je zvýšit účinnost a ekonomiku slunečních panelů
Anotace projektu Cílem projektu je zvýšit účinnost a ekonomiku slunečních panelů Cílem projektu je zvýšit účinnost a ekonomiku slunečních panelů založených na tenkých vrstvách. Tenkovrstvé polykrystalické sluneční články se nedávno staly slibnou alternativou k článkům založeným na křemíkových deskách. Krystalizace amorfního křemíku v pevné fázi (SPC) byla nedávno využita firmou CSG Solar AG, která tak dosáhla účinnosti minimodulů okolo 10%. V tomto projektu bude účinnost mimimodulů zvýšena cestou zlepšení krystalografické a elektronické kvality polykrystalického křemíku a vývojem nových metod pro zlepšení záchytu světla. Detailní charakterizace polykrystalického materiálu dovolí získat lepší porozumění vztahu mezi procesními parametry, elektrickými a optickými vlastnostmi materiálu a vlastnostmi výsledných slunečních článků. Hlavními cíly je získat ke konci projektu velkoplošné polykrystalické panely s účinnostmi 12% a s náklady 0,7 Euro na Watt-peak. Aktivní účast firmy CSG v projektu dovolí konsorciu připravit demonstrační moduly na pilotní lince CSG a také přesně určit vliv nově vyvinutých procesních kroků na ekonomiku polykrystalických panelů. Tak je zajištěna vysoká pravděpodobnost dovedení vyvinutých technologií do skutečné hromadné výroby ke konci projektu. Tyto cíle dobře zapadají do tématu výzvy ENERGY – Efficiency and material issues for thin-film photovoltaics. Očekávaný dopad předloženého projektu je zvýšení účinnosti polykrystalických panelů, a tudíž i zlepšení jejich ekonomiky. V projektu sdružují síly vedoucí evropské instituce pracující v oboru tenkovrstvých křemíkových polykrystalických slunečních článků, očekává se podstatné zrychlení ve zlepšování ekonomiky polykrystalických panelů. a získat ke konci projektu velkoplošné polykrystalické panely s účinnostmi 12% a s náklady 0,7 Euro na Watt-peak.

15 PolySiMode work packages:
WP1: Polysilicon growth (Helholtz Berlin) WP2: Post-deposition treatments (ISE Fraunhofer) WP3: Advanced light confinement (IMEC) WP4: Electrical and optical characterization (FZÚ) WP5: Demonstration and cost calculations of new process steps (CSG Solar)

16 WP1: Polysilicon growth
Polysilicon by crystallization (solid phase crystallisation, CSG zone melting recrystallisation ISE) Polysilicon by direct deposition (APCVD – IMEC, ISE, e-Beam) Aluminium induced crystallization and epitaxial thickening

17 WP2: Post-deposition treatments
2.1 Rapid thermal annealing (RTA). 2.2 Hydrogen passivation. alternative to plasma hydrogenation, passivation of defects using annealing in water vapor

18 WP3: Advanced light confinement

19 WP4: Electrical and optical characterization
defect etching, EBSD, mRaman, XRD, RBS, ERDA, HRTEM. Phase Stepping Microscopy (PSM) and Coherence Phase Microscopy (CPM). EBIC, SSRM, PL, conductive AFM, Kelvin force microscopy, THz reflectance and transmission measurements, spectral response measurements

20 WP5: Demonstration and cost calculations of new process steps
Pilot line 30 x 39 cm2 samples with efficiencies above 12% Current projection of Cost of Goods Sold per Watt Peak (COGS/Wp) 1€/W for 2012, this project aims to reduce that value to 0.75€/Wp.

21 Řešení projektu Každý měsíc telefonická konference
Setkání každý půl rok Kontrola projektu v ½ a ke konci

22 Int. Summer School on Physics at Nanoscale30th May- 4th June 2011, Devět Skal, Czech Republic

23 Změny projektu Situace ve FV průmyslu se zásadně změnila (souběh nadvýroby a finanční krize) Firma CSG Solar se v roce 2011 dostala do insolvence a pak ukončila činnost Její roli v projektu převzaly dvě firmy: Suntech R&D (původně CSG Solar Australia) Evonik (dříve firma Degusa)

24 Poučení Nároky na řešitele – dány náročností oboru.
Naopak: administrativní náročnost je malá. Čekejte nečekané

25 Závěrem Zda je projekt úspěšný z pohledu EK, ještě nevíme.
Z našeho pohledu byla úspěch už jen účast v něm Navázané vztahy dál pěstujeme.

26 Díky za Vaši pozornost.