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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Diplom-/Masterarbeit: Entwicklung von a-SiO2/µc-SiC/a-SiNx Dünnschichten als passivierende transparente Antireflexionsbeschichtungen für rückkontaktierte Siliziumsolarzellen

Ausschreibendes Institut: IEK-5 - Photovoltaik
Kennziffer: D096/2016, Festkörperphysik, Halbleiterphysik

Das Institut:
Am Institut für Energie und Klimaforschung, Photovoltaik (IEK-5) werden sowohl physikalische Grundlagen als auch Technologien für effiziente und kostengünstige Solarzellen auf Siliziumbasis untersucht. Dabei wird das gesamte Spektrum der Forschung und Entwicklung von Materialwissenschaft über Prozess- und Solarzellenentwicklung bis hin zur Demonstration von industrierelevanten Herstellungsverfahren abgedeckt. (http://www.fz-juelich.de/iek/iek-5/)

Aufgabengebiet:
Siliziumsolarzellen mit sowohl n- als auch p-Kontakten auf der Rückseite (eng: interdigitated back contact, IBC) besitzen eine metall- und TCO-freie Oberfläche auf der lichtzugewandten Seite. Daraus resultieren geringe optische Verluste und höhere Kurzschlussstromdichten verglichen mit konventionellen Siliziumsolarzellen, bei denen n- und p-Kontakten sich auf unterschiedlichen Seiten der Solarzellen befinden. Der Wirkungsgradrekord dieser sogenannten rückkontaktierten kristallinen Silizium-Solarzelle liegt bei 25,6%. Wichtig ist dabei unter anderem der Schichtenstapel auf der Vorderseite, welcher dafür sorgen muss, dass die:

  • Si-Oberfläche optimal passiviert ist (wenig Rekombinationsverlust an Grenzfläche),
  • Lichteinkopplung optimal ist (Reflexionsverlust der Zelle minimal),
  • Schichten möglichst transparent sind (Absorptionsverlust in Schichten minimal).

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung und Optimierung eines innovativen Schichtstapels aus a-SiO2/µc-SiC/a-SiNx, welche alle der obengenannten Anforderungen erfüllen kann. Das Siliziumoxid als Passivierschicht wird nasschemisch hergestellt. Das Siliziumkarbid als die feldgenerierende Schicht wird mittels Heißdraht chemischer Gasphasenabscheidung (eng: Hot Wire - CVD) hergestellt. Das Siliziumnitrid als eine Antireflexionsschicht wird mittels Plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (eng: PECVD) hergestellten. Dieser Schichtstapel soll anschließend als Vorderseite von Rückkontaktierten Siliziumsolarzellen eingesetzt werden. Das IEK-5 ist weltweit führend in der Herstellung von µc-SiC. Die Einflüsse der Depositionsparameter auf die Passiviereigenschaft und die optischen Eigenschaften sollen systematisch für texturierte Wafer-Oberflächen untersucht werden. Zur Charakterisierung der entwickelten Materialien kann auf umfassende Messmethoden vor Ort zurückgegriffen.

Anforderungen:

  • Gute Kenntnisse der Festkörper- und Halbleiterphysik
  • Vorkenntnisse auf dem Gebiet der Photovoltaik erwünscht
  • Strukturierte Arbeitsweise, schnelle Auffassungsgabe, Erfahrungen mit Laborarbeit erwünscht
  • Aufgrund der Vielseitigkeit des Aufgabengebietes sind Flexibilität und Teamfähigkeit notwendig
  • Spaß an experimenteller Arbeit und fachlich kollegialem Austausch
  • Gute Englischkenntnisse in Schrift und Sprache


Die Stelle ist auf ein Jahr befristet.

Kontakt
Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte
Frau Dr. W. Duan
Tel.: 02461/61- 6310
E-Mail: w.duan@fz-juelich.de

Bitte schicken Sie Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen per E-Mail an
Frau Andrea Mülheims
E-Mail: a.muelheims@fz-juelich.de


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