Lichtstreuende Oberflächen, Schichten und Schichtsysteme zur ...

2.2 Transparente und leitfähige Oxide
Details zur Modulverschaltung sei auf die Arbeiten von Repmann und Haas
verwiesen [33, 34].
Die Verwendung besonders schmaler Zellstreifen ermöglicht die Minimierung
der Leistungsverluste Pl, jedoch verringert der Strukturierungsprozess die insgesamt
photovoltaisch aktive Fläche. Schmalere Zellstreifen führen zu mehr
Flächenverlusten, da sich zwischen zwei Zellstreifen ein inaktiver Bereich der
typischen Breite wd = 0,15 mm bis 0,8 mm befindet.
Gupta et al. haben eine Theorie zu den Verlusten bei der Serienverschaltung
in Modulen veröffentlicht [35]. Diese Theorie ermöglicht die Berechnung einer
optimalen Zellstreifenbreite wa,opt, der Widerstands- und Flächenverluste sowie
des resultierenden Modulwirkungsgrads. Die Theorie berücksichtigt nicht
die weniger signifikanten Verlustmechanismen wie zum Beispiel Verluste durch
Inhomogenität oder Widerstandsverluste im Silizium und im Rückkontakt. Daher
stellt der so berechnete Modulwirkungsgrad eine obere Abschätzung dar.
Nach der Theorie von Gupta et al. berechnet sich der Modulwirkungsgrad aus
der aktiven Zellstreifenbreite wa, der Verschaltungsbreite wd, der Stromdichte
jMPP und der Spannung VMPP im Arbeitspunkt maximaler Leistung sowie dem
Flächenwiderstand (siehe Gl. (2.11), S. 17) des Frontkontakts R � gemäß:
η = jMPPVMPP(1 − f ′ )
pLicht
, (2.5)
wobei pLicht die eingestrahlte Lichtleistungsdichte und f ′ der relative Anteil aus
Verschaltungsflächenverlusten und Frontkontakt-Widerstandsverlust ist:
f ′ =
wd
wa + wd
+ jMPP R� VMPP 3
w 3 a
wa + wd
. (2.6)
Die Wahl einer optimalen, aktive Zellstreifenbreite wa,opt kann von entscheidendem
Einfluss sein. Für die optimale Zellstreifenbreite gilt bei Verwendung
der Näherung (wa + wd) ≈ wa:
�
wa,opt = 3 3 VMPP wd
. (2.7)
2 jMPP R� Typische optimale aktive Zellstreifenbreiten liegen im Bereich von ca. 4 mm bis
12 mm.
2.2 Transparente und leitfähige Oxide
Die technologisch relevante Kombination von optischer Transparenz im sichtbaren
Spektralbereich und elektrischer Leitfähigkeit kann mittels zweier Materialklassen
realisiert werden. Dieses sind zum einen sehr dünne (≈ 10 nm) Metallfilme
aus z.B. Silber, Gold oder Kupfer [36], und zum anderen kommen vielfach
Oxide der Metalle Zink, Gallium, Cadmium, Indium oder Zinn zum Einsatz.
Diese Metalloxide besitzen eine große Bandlücke (Egap � 3 eV) und werden bis
in die Entartung dotiert. Sie werden aufgrund ihrer Eigenschaften TCOs 3 genannt.
Seit der ersten Veröffentlichung über CdO als ein TCO im Jahre 1907 [37]
3 TCO, Abk. für engl. Transparent Conductive Oxide: transparentes und leitfähiges Oxid
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