Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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AKE: Arbeitskreis Energie der DPG

AKE 6: Die kristalline Silicium Dünnschicht-Solarzelle

AKE 6.1: Hauptvortrag

Dienstag, 24. März 1998, 09:30–10:15, H32

Die kristalline Silicium Dünnschicht-Solarzelle — •C. Hebling, A. Eyer, F. Faller, A. Hurle, R. Lüdemann, S. Reber und W. Wettling — Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme, Oltmannsstr. 5, 79100 Freiburg

Als Alternative zur industriell gefertigten Silicium-Solarzelle auf der Basis 0.2 - 0.4 mm dicker mono- oder multikristalliner Scheiben wird die kristalline Silicium Dünnschicht-Solarzelle erforscht. Hierbei wird auf geeignetem Trägermaterial Silicium aus der Gasphase abgeschieden, wodurch das bisher angewendete Aufsägen der Si-Blöcke (50 % Sägeverlust) vermieden wird. Zusätzlich kann durch die reduzierte Schichtdicke nochmals etwa 80 % des Siliciums eingespart werden. Ziel ist die Herstellung einer kosteneffizienten Solarzelle mit einem Produktionswirkungsgrad von etwa 14 % bei einer Schichtdicke von 30 µ m. Die Forschung konzentriert sich dabei auf geeignete Trägermaterialien, schnelle Si-Abscheideverfahren, Diffusion von Verunreinigungen, Rekristallisation der abgeschiedenen Si-Schicht zur Kornvergrößerung sowie plasmaunterstützte Prozessierung der Solarzellen. Werden isolierende Träger verwendet, so sind beide Solarzellenkontakte vorderseitig angebracht, und mehrere Zellen können seriell miteinander verschaltet werden. Das Potential dieser Technologie wurde unter Idealbedingungen (einkristalline Si-Schichten) untersucht und ein Wirkungsgrad von 19.2 % erreicht. Die bisher erreichten Wirkungsgrade der Dünnschicht-Solarzellen betragen 9.3 % unter Anwendung von kostenrelevanten Technologien und bei Verwendung von SiC-Keramik als Trägermaterial.