Regensburg 2010 – wissenschaftliches Programm

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HL: Fachverband Halbleiterphysik

HL 39: Photovoltaics II

HL 39.8: Vortrag

Mittwoch, 24. März 2010, 11:30–11:45, H3

Entwicklung von Lift-off Techniken zur Herstellung von hocheffizienten invertierten III-V-Mehrfachsolarzellen — •Karen Dreyer, Tobias Roesener, Vera Klinger, Eduard Oliva, Frank Dimroth und Andreas W. Bett — Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg

Die Kombination von Solarzellen verschiedener Bandlücken, sogenannte Mehrfachsolarzellen, führt zu einer besseren Ausnutzung des Sonnenspektrums und somit zu einem höheren Wirkungsgrad. So wurden am Fraunhofer ISE bereits Effizienzen von bis zu 41% bei 454kW/m² mit einer Struktur aus GaInP, GaInAs und Ge erreicht. Die drei pn-Übergänge werden in einem Epitaxieverfahren (MOVPE) auf Ge aufgewachsen und anschließend mit Kontakten und Antireflexschicht versehen. Neue Konzepte arbeiten teilweise mit invertiert gewachsenen Strukturen, in denen die Teilzellen in umgekehrter Reihenfolge auf einem GaAs Substrat abgeschieden werden.

Grundlegend für diese invertierten Solarzellenkonzepte ist die Entwicklung eines Ablöseprozesses (Lift-off) zur Trennung der nur wenigen µ m dicken Epitaxiestruktur vom GaAs Substrat, um dieses in späteren Prozesse wiederzuverwenden. Hierfür wurden insbesondere nasschemische Lift-off Prozesse untersucht. Dazu wird zwischen der Zellstruktur und dem Substrat eine selektiv ätzbare AlGaAs Schicht epitaktisch aufgewachsen. Verschiedene Konzepte zur Erhöhung der Ätzgeschwindigkeit wurden untersucht und auf ihre Anwendbarkeit in einem Standardprozess geprüft. Prozessdauern von weniger als 10 Stunden für das Ablösen eines 4-Zoll Substrats wurden erreicht.