Description: Das Projekt "Perspektive zur Solarzelle aus der kristallinen Siliziumsynthese" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: sameday media GmbH.Crystalline silicon synthesis from glass(CSS) ist ein völlig neues Verfahren, das es ermöglicht, 10-20 Mikro m-dicke kristalline Siliziumlayer aus Fensterglasoberflächen zu synthetisieren. Ein effizienterer und nachhaltigerer Prozess der Basismaterialherstellung ist für die kristalline Silizium-Photovoltaik kaum vorstellbar. Das durch einen aluminothermischen Prozess synthetisierte multikristalline Silizium bildet unter optimalen Synthesebedingungen zusammenhängende Schichten in (111)-Ausrichtung mit einer Mosaizität aufgebaut aus defektfreien Kristalliten. Zwischen Glas-Substrat und Silizium entsteht gleichzeitig eine mit metallischem Aluminium durchsetzte Alumina-Matrix-Schicht, die als prozessinhärente Rückseitenleitung einer Solarzelle dienen kann. Sie konnte soweit optimiert werden, dass ihre Leitfähigkeit einer Aluminiumschicht von etwa 2-3 Mikro m Schichtdicke entspricht und damit den Erfordernissen der niederohmigen Rückseitenkontaktierung einer Solarzelle sehr gut entspricht. Andererseits kann das Aluminium nasschemisch vollständig aus der Alumina-Matrix herausgelöst werden. Damit wird sichergestellt, dass bei ganzflächiger Emitterkontaktierung in Bereichen, wo die Siliziumschicht nicht perfekt geschlossen ist, kein Kurzschluss zur Rückseitenleitung entsteht. Diese prozessinhärente Rückseitenleitung ist ein wesentlicher Vorteil des neuartigen CSS-Solarzellen-Konzeptes. Denn es sind damit im Bereich der kristalline Silizium-Dünnschicht-Photovoltaik auf Glassubstrat erstmalig Bauelemente mit vertikaler Kontaktanordnung möglich mit sehr geringem Kontaktabstand von etwa 13 Mikro m entsprechend der CSS-Siliziumdicke. Konventionelllaterale Anschlusskonzepte mit alternierenden p-und n-Kontaktbahnen erfordern mindestens 300 Mikro m Kontaktabstand. An einer Reihe von CSS-Proben wurde die Lebensdauer optisch generierter Überschussladungsträger mit zeitaufgelöster Photolumineszenzspektroskopie gemessen. Die gemessenen effektiven Lebensdauern entsprechen sehr gut der Volumenlebensdauer von kommerziellen Siliziumwafermaterial mit gleicher Dotierungskonzentration, d. h. das aus dem Glas herausgewachsene Silizium weist offensichtlich weder an Vorder-noch an Rückseite störende Dangling-Bonds auf. In homogen mit etwa 4x1018 cm-3p-dotierten CSS-Silizium können mit verschiedenen Methoden (Laserdotieren, Ionenimplantation) n+p-Übergänge mit Emitterkonzentrationen im Bereich von 1020 cm-3 realisiert werden wie gemessene Tiefenprofile von Kapazitäts-Spannungsmessungen bestätigen. An dieser Stelle zeigt sich allerdings, dass Hochtemperaturprozesse wie Lasertempern oder Laserdotieren die Rückseitenleitfähigkeit nachhaltig verringern. Hier müssen zukünftig Alternativen untersucht werden (z.B. Aktivierung bzw. amorphe n-Siliziumabscheidung unter niedrigen Prozesstemperaturen). Dennoch zeigt eine erste n+p-Diode Hellkennlinen mit linearer Abhängigkeit von der Bestrahlungsintensität einer Halogen-Stereolupenbeleuchtung. (Text gekürzt)
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Glas ? Aluminium ? Silikon ? Silizium ? Solarzelle ? Beschichtung ? Qualitätsmanagement ? Kristallisation ? Leitfähigkeit ? Produktionstechnik ? Synthese ? Umweltforschung ? Umwelttechnik ? Verfahrenstechnik ? Wirkungsgrad ? Klimaschutz ? Chemische Reaktion ? Diffusion ? Ressourcenschonung ? Physikalischer Vorgang ? Dünnschichtmodul [Solarzelle] ?
Region: Niedersachsen
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2018-12-12 - 2020-12-31
Webseite zum Förderprojekt
https://www.dbu.de/OPAC/ab/DBU-Abschlussbericht-AZ-32945_03-Hauptbericht.pdf (Webseite)Accessed 1 times.