Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 20: Photovoltaik III

HL 20.3: Vortrag

Dienstag, 24. März 1998, 16:30–16:45, H13

Charakterisierung hocheffizienter MIS-Inversionsschicht-Si-Solarzellen — •A. Metz, R. Meyer, B. Kuhlmann, M. Grauvogl und R. Hezel — Institut für Solarenergieforschung Hameln/Emmerthal, Am Ohrberg 1, D-31860 Emmerthal

Im Gegensatz zu Solarzellen mit diffundiertem pn−Übergang wird bei MIS-Inversionsschicht-Solarzellen die zur Trennung der lichterzeugten Ladungsträger notwendige Raumladungszone dadurch erzeugt, daß nahe der Siliziumoberfläche eine starke Bandverbiegung erzeugt wird, die zur Ausbildung einer Inversionsschicht führt. Dies geschieht im Zwischenfingergebiet durch eine dielektrische Schicht mit festen Isolatorladungen und unter den MIS-Kontakten durch die Austrittsarbeitsdifferenz zwischen Metall und Silizium. Zur experimentellen Analyse der den Wirkungsgrad von MIS-Inversionsschicht-Solarzellen bestimmenden Faktoren wurden im Rahmen dieser Arbeit die Einflüsse folgender Bereiche untersucht: (i) Rekombination im unbeleuchteten Randgebiet, (ii) Kontaktwiderstand des MIS-Vorderseitenkontaktes und (iii) Rekombination an der Solarzellenrückseite. Durch eine gezielte Reduzierung der Einflüsse dieser Verlustmechanismen konnte der Wirkungsgrad von MIS- Inversionsschicht-Solarzellen um nahezu 3% absolut auf 18.5% verbessert werden. Simulationsrechnungen zeigen, daß der Wirkungsgrad dieser Solarzellen durch eine Reduzierung der Rekombinationsverluste im nicht metallisierten Zwischenfingergebiet auf der Solarzellenvorderseite auf über 20% gesteigert werden kann.