Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 14: Photovoltaik II

HL 14.8: Vortrag

Dienstag, 23. März 1999, 12:15–12:30, H1

Optoelektronische Eigenschaften von lateral strukturierten a-Si:H pin-Solarzellen — •Torsten Brammer, Jürgen Zimmer, Helmut Stiebig und Heribert Wagner — Forschungszentrum Jülich GmbH, D-52425 Jülich

Zur Wirkungsgradsteigerung von Solarzellen aus amorphem Silizium werden Strukturen verwendet, die durch den light trapping Effekt zu einer Erhöhung der Absorbanz im Bereich grosser Wellenlängen des Sonnenspektrums führen. Eine Methode besteht darin, die Diode auf einer texturierten Fensterschicht (TCO) abzuscheiden, deren Rauhigkeit im Submikrometerbereich liegt. Folglich kommt es zu einer Überlagerung von kohärenter Lichtausbreitung und inkohärenten Streueffekten. Mittels Simulationsrechnungen werden Aussagen über den Einfluss der Höhe und Periodizität der Struktur auf die Lichteinkopplung und das light trapping von Dünnschichtsolarzellen getroffen. Die zweidimensionale optische Beschreibung wird ergänzt durch numerische Simulationsrechnungen zum elektrischen Transport (eine Defektdichteverteilung in Anlehnung an das defect pool model wird verwendet) wodurch auch der Einfluss der Oberflächenmodulation auf das elektrische Feld sichtbar wird. Die Ergebnisse zeigen einen signifikanten Anstieg des Rot-Response als Folge der Texturierung für Strukturgrössen von 150-400 nm. Im Vergleich zur planaren Anordnung ist ein erhöhtes elektrisches Feld im mittleren und hinteren Teil der i-Schicht zu erkennen, was insbesondere bei stark feldlimitierten Solarzellen (z.B. nach Degradation) zu einer verbesserten Extraktion führt.