Silizium-Dünnschichtsolarzellen

Silizium-Photovoltaik: Topic "Solarzellen der nächsten Generation"

Im Institut Silizium-Photovoltaik (E-IS) werden zu diesem Topic der POF III die folgende Themen bearbeitet

Polykristalline Silizium-Dünnschichtsolarzellen auf Glas

Polykristalline Silizium-Dünnschichtsolarzellen auf Glas

Flüssigphasenkristallisiertes Silizium auf Glas (LPCSG), das mittels Elektronenstrahl-Kristallisation (EBC) oder Laser-Kristallisation (LC) hergestellt wurde, ähnelt dem wafer-basiertem multikristallinen Si. Dieses Material bietet das Potenzial, die Vorteile der Dünnschichttechnologien (geringe Kosten) mit den Vorteilen der wafer-basierten Si-Photovoltaik (hohe Wirkungsgrade) zu verknüpfen und somit die Limitierungen der etablierten Si-Dünnschichttechnologien zu überwinden.

Hybridstrukturen aus anorganischen und organischen Materialien

Hybridstrukturen aus anorganischen und organischen Materialien

Die Verbindung zweier Materialien erzeugt häufig eine Vielzahl neuer Eigenschaften und Funktionalitäten. Bei der Erforschung von Hybridstrukturen werden organische Materialien mit anorganischen Materialien (z.B. Halbleitern) kombiniert. Typische Vorzüge der organischen Moleküle sind etwa hohe Absorptionsquerschnitte für Licht oder große elektrische Dipolmomente entlang von Molekülachsen, die beliebig variiert werden können. Anorganische Halbleiter zeigen aufgrund ihrer kristallinen Ordnung häufig deutlich höhere Ladungsträgerbeweglichkeit und besseren Stromtransport. Die Vorzüge beider Welten zu kombinieren und gleichzeitig ihre Nachteile zu minimieren ist die Herausforderung der Hybridforschung.

Silizium-Basierte Heterostrukturen

Silizium-Basierte Heterostrukturen

Solarzellen basierend auf Mono-, Poly- oder Dünnfilmsilizium, bei denen die hochdotierten Schichten des Front- und Rückkontakts aus der Gasphase bei niedrigen Temperaturen abgeschieden werden. Der Heterokontakt wird dann vom Si-Absorber und einem Material mit höherer Energielücke gebildet (TCO, a-Si:H, SiC). Insbesondere wird ein gezieltes "Interface Engineering" beim Übergang vom Si-Absorber zum Heteroemitter angestrebt.

Lichtmanagement

Lichtmanagement

Lichtmanagement für Solarzellen beschäftigt sich mit der effizienten Einkopplung von Solarstrahlung in die Solarzelle. Ziel ist die möglichst vollständige Absorption des Lichtes in der aktiven Halbleiterschicht. Dazu sind Verluste, wie Reflexion oder parasitäre Absorption, zu verhindern. Das Institut beschäftigt sich in diesem Rahmen mit absorptionsarmen Funktionsschichten, z.B. TCOs, lichtstreuenden Strukturen und der optischen Simulation komplexer Bauteilgeometrien.

EMIL - Energy Materials In-Situ Laboratory Berlin

EMIL - Energy Materials In-Situ Laboratory Berlin

Unter dem Namen EMIL – Energy Materials In-Situ Laboratory Berlin – baut das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ein High-Tech Präparations- und Analyselabor für Energie-Materialien auf. Dort sollen interdisziplinär und mit industriekompatiblen Technologien neue Materialien und Bauteilkonzepte für die Solarenergiegewinnung und Katalyseforschung entwickelt werden. Mit diesem Gemeinschaftsprojekt vom HZB und der Max-Planck-Gesellschaft entsteht derzeit eine einzigartige Infrastruktur für die Energieforschung. Die Wissenschaftler, die unter dem Dach von EMIL arbeiten, erforschen leistungsfähigere Dünnschichtsysteme für photovoltaische Zellen und neue katalytische Verfahren für alternative Speicherkonzepte. Sie entwickeln, analysieren und charakterisieren Energiematerialien – und zwar mit Methoden der Grundlagenforschung, mit anwendungsnahen Präparationsmethoden und ganz gezielt mit kurzen Wegen in die industrielle Umsetzung.