AG "Silicium-Dünnschichtzellen"
Das übergeordnete Ziel der Arbeitsgruppe Dünnschichtsiliciumforschung ist die Senkung der Kosten für Siliciumsolarzellen und –module durch eine Verringerung des Siliciumverbrauchs pro Watt erzeugter elektrischer Leistung. Dies kann zum einen dadurch erzielt werden, dass immer dünnere also Dünnschichtsolarzellen von nur 2 … 20 µm hergestellt werden. Zum anderen kann aber auch ein Solarzellenprozess, der einen hohen Wirkungsgrad pro Siliciumscheibe bzw. -schicht erlaubt gewählt werden. Der Fokus der Forschungsaktivitäten der Arbeitsgruppe Dünnschichtsiliciumforschung, liegt auf der Entwicklung von Prozessen, die beide Aspekte kombinieren.
Quasiquadratische 10 x 10 cm große PSI-Solarzelle mit einer Dicke von nur 25 µm
Ein aktuelles Beispiel ist der so genannte PSI-Prozess (poröses Silicium) zur Herstellung von monokristallinen Si-Dünnschichtsolarzellen und -modulen. Bei diesem Prozess wird eine dünne Siliziumschicht von einem Siliciumwachstumssubstrat auf einen Glasträger transferiert. Das Wachstumssubstrat wird für weitere PSI-Prozesse wieder verwendet. Auf diesem Weg kann der Siliciumverbrauch pro Watt deutlich gesenkt werden, während die gute elektronische Qualität der Si-Schichten hohe Wirkungsgrade erlaubt.
Wachstumssubstrat von dem eine quasiquadratische 10 x 10 cm große PSI-Solarzelle mit einer Dicke von nur 25 µm abgelöst. Das Substrat wird für weitere PSI-Prozesse wieder verwendet.
Die einzelnen Forschungsaktivitäten können in den folgenden Arbeitsbereichen zusammengefasst werden.
Bauelementedesign und Prozessentwicklung
- Einfache Prozesssequenzen für höchste Wirkungsgrade
- Verschiedenartige Solarzellenkonzepte: Einseitig und beidseitige kontaktiert
- Neue Modulverschaltungen, z. B. Minimodule für Kleingeräte
Schlüsseltechnologien:
- Schichttransfer
- Plasmaätzen
- Oberflächenpassivierung
- Texturierung
Herstellung und Charakterisierung funktioneller poröser Schichten
- Silicium
- Andere Materialien
Gruppenleiter
Dr. Sarah Kajari-Schröder
Tel.: ++49(0)5151-999 303
E-Mail: kajari-schroeder@isfh.de
PSI-Solarzelle