AG "PV-Materialien"
In der Gruppe Photovoltaik-Materialien unter Leitung von Prof. Dr. Jan Schmidt werden neue Methoden zur Identifizierung und zur ortsaufgelösten elektrischen Charakterisierung von Defekten in Silicium-Materialien für die Photovoltaik entwickelt und angewandt. Ziel ist es, ein umfassendes Verständnis der Auswirkung von Defekten und Defektreaktionen auf Solarzelleneigenschaften zu entwickeln. Mit Hilfe des gezielten "Defect Engineering" versuchen wir außerdem, die Materialqualität der heute in der Photovoltaik eingesetzten mono- und multikristallinen Silicium-Wafer deutlich zu verbessern. Ein weiterer Schwerpunkt unserer Arbeiten liegt in der Untersuchung von neuen Ansätzen zur Oberflächenpassivierung.
Die Aktivitäten der Gruppe verteilen sich auf folgende, eng miteinander verzahnte Forschungsgebiete:
Analyse des temperaturabhängigen Degradationsverhalten einer Solarzelle unter Beleuchtung.
Defekte in mono- und multikristallinem Silicium
Charakterisierung und Verbesserung von "solar-grade" Silicium-Materialien (Czochralski-Si, Blockguss-Si, Folien-Si)
- Alternative Si-Materialien (n-Typ Si, Ga-dotiertes Si, Dünnschicht-Si)
- Lichtinduzierte Rekombinationszentren
- Hochempfindliche Detektion von metallischen Verunreinigungen
- Wechselwirkung von Verunreinigungen
- Ortsaufgelöste Analyse von Rekombinations- und Trapping-Zentren
- Materialverbesserung durch Getterprozesse, Wasserstoff-Passivierung und optimierte Solarzellenprozesse
Untersuchung der Ladungsträgerlebensdauer-Verteilung eines multikristallinen Silicium-Wafers mit der Infrarot-Kamera.
Neue Charakterisierungsmethoden
- Temperatur- und injektionsabhängige Lebensdauerspektroskopie
- Ortsaufgelöste Messung von Lebensdauern, Trap-Dichten und Energieniveaus mittels Infrarot-Kamera
- Zeit- und temperaturabhängige Messung von Lebensdauern und Solarzellenparametern zur Analyse der Kinetik von Defektreaktionen
- Kombinierte Korona-Lebensdauer-Methode zur Grenzflächencharakterisierung
Oberflächenpassivierung
- Niedertemperatur-Oberflächenpassivierung von Si-Solarzellen (a-SiNx, a-Si, Al2O3)
- Anwendung neuer Verfahren zur Oberflächenpassivierung auf hocheffiziente Si-Solarzellen
- Analyse der fundamentalen physikalischen Passiviermechanismen
- Charakterisierung von Grenzflächeneigenschaften (Zustandsdichte, Rekombination)
- Theoretische Modellierung der Oberflächenrekombination
Gruppenleiter
Prof. Dr. Jan Schmidt
Tel.: ++49(0)5151-999 425
E-Mail: j.schmidt@isfh.de
Lebensdauer-Topographie eines blockgegossenen multikristallinen Silicium-Wafers vor dem Solarzellenprozess gemessen mit Infrarot-Kamera.