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Prozesstechnologie:
Mikrokristalline Silizium Solarzellen wurden bisher vor allem für den Einsatz in
Tandemsolarzellen aus amorphem/mikrokristallinem Si:H entwickelt. Motiviert durch die
Erhöhung von Depositionsrate und Wirkungsgrad wird auch die Realisierung vollständig
mikrokristalliner Si Solarmodule attraktiv. Durch Entwicklung geeigneter
Laserstrukturierungsprozesse gelang es, die weltweit ersten mikrokristallinen Silizium-
Solarmodule mit monolithischer Serienverschaltung herzustellen. Es wurden stabile
Modulwirkungsgrade von 8,1% (Substratgröße 10x10 cm 2 ) erreicht.
Herr Dr. T. Repmann, IPV, wurde für seine Arbeiten über „Stapelsolarzellen aus amorphem
und mikrokristallinem Silizium: Material- und Prozessentwicklung" mit dem Wissenschaftspreis
2004 des Industrieclubs Düsseldorf eV und des Wissenschaftszentrums Nordrhein-Westfalen
ausgezeichnet.
Programmübergreifende Themen
Das IPV ist an den Vernetzungsprojekten zu den Themen ZnO, Heterosolarzellen und
Photonen-Management beteiligt.
Drittmittelprojekte spielen für das IPV eine wichtige Rolle. Zum einen dienen sie der
Erarbeitung von Know-how über das FE-Programm hinaus bzw. dem Technologietransfer,
zum anderen geben sie über die Einnahmen dem Institut zusätzliche Flexibilität bezüglich
Personal- und Sachmitteln. Ein neues Drittmittelprojekt zum Thema "Silizium-Dünnschicht-
Technologie" wurde mit einem Solarzellenhersteller im Jahr 2004 begonnen, ein anderes bis
Ende 2007 verlängert. Zwei Industrie-unterstützte Drittmittelprojekte wurden verlängert (bis
Mitte bzw. Ende 2006) und aufgestockt. Ca 1/3 des Personals am IPV wurde durch Drittmittel
finanziert.
Ergebnisse des Überzeichnungsvorhabens
Die Verbesserung der Nutzung des solaren Spektrums bei unveränderter oder reduzierter
Solarzellendicke ist die zentrale Herausforderung des Überzeichnungsvorhabens
"Photonenmanagement". Im Berichtzeitraum wurden wichtige Ergebnisse erzielt.
Exemplarisch wird hier genannt:
Zur Untersuchung des Lichtfalleneffektes auf einer 50 - 100 nm Skala wurde ein
Nahfeldmikroskop spezifiziert und in Auftrag gegeben.
"Random" und periodisch texturierte TCO-Schichten zeigen spezifische Streu- und
Beugungsverhalten. Dies kann durch die Unterdrückung der 0-ten Ordnung (spekularer Anteil)
als Folge eines Interferenzeffektes erklärt werden. Die winkelabhängige Streuung der
Substrate weist eine gute Korrelation mit dem Kurzschlußstrom von Solarzellen auf, die auf
diesen Substraten hergestellt wurden. Numerische Bauelementsimulationen auf der Basis der
"Finiten Integral Technik" geben den generellen Trend der gemessenen Quanteneffizienz von
Dioden mit integrierten Beugungsgittern wieder.
Durch den Einsatz von nano-texturiertem Glas konnte ein vergleichbar gutes "Light-Trapping"
wie mit texturiertem ZnO erreicht werden. Diese Arbeiten erfolgen zusammen mit der Firma
Saint-Gobain Glas Deutschland.
D Weitere Programmentwicklung
Das IPV verfolgt die Forschungs- und Entwicklungsthemen entsprechend dem
Programmantrag
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