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Silizium-Dünnschicht-Solarzellen auf Glas
Struktur einer poly-kristallinen Silizium-Dünnschicht-Solarzelle auf Glas
Kristalline Silizium-Dünnschicht-Solarzellen sind eine aussichtsreiche Alternative, da sie die Vorteile konventioneller kristalliner Silizium-Wafertechnologie (hohe elektronische Material-Qualität) und der Dünnschicht-Technologie (geringer Materialverbrauch und geringe Kosten) vereint. Die bisher zu ihrer Herstellung angedachten Abscheidungsmethoden mittels Dampfphasenepitaxie sind jedoch sehr langsam, benötigen teilweise giftige Gase oder führen nicht zu der erforderlichen Zellenleistung.
Am Institut Silizium-Photovoltaik scheiden wir daher das Silizium mittels Elektronenstrahlverdampfung auf billige Substrate wie z.B. Glas ab. Diese Methode erlaubt hohe Abscheidungsraten von bis zu 20 Nanometern pro Sekunde, was erhebliches Kosteneinsparpotential für die Dünnschichtsolarzellen birgt.
In der Regel wird das Silizium amorph abgeschieden und anschließend mit Hilfe verschiedener Methoden kristallisiert. Am Institut werden vor allem Laser- oder Festphasenkristallisationsverfahren untersucht, aber auch das direkte Wachstum von kristallinem Silizium wird angewendet.
Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung von temperaturstabilen, transparanten, leitfähigen Schichten mit sehr hohen elektronischen Mobilitäten bis zu 70cm2 /Vs, die in dem Solarzellenkonzept die Rolle des Frontkontaktes spielen. Hier liegt unser Schwerpunkt derzeit auf Aluminium-dotiertem Zinkoxid.
Seit Dezember 2009 ist unsere Arbeit Teil des Projektes PolySiMode der Europäischen Komission.
