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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Poster Award EUPVSEC 2014

Das Poster mit dem Titel „Efficiency Enhancement in Tandem Thin-Film Silicon Solar Cells by Industrial Light Management Concepts“ wurde im September 2014 auf der „29. European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition (EUPVSEC)“ (www.photovoltaic-conference.com) in Amsterdam im Themenbereich „Thin Film Solar Cells“ mit dem Poster-Preis ausgezeichnet. Auf dem Poster und in dem dazugehörigen Artikel werden Ergebnisse, die im Rahmen des EU-Projekts „Fast Track“ (www.fast-track.eu) erzielt wurden, vorgestellt. Dabei wurde die Wirkung von industrierelevanten Maßnahmen zur verbesserten Lichtausnutzung in Tandem-Solarzellen untersucht. Bei diesem Solarzellentyp handelt es sich um einen Stapel zweier Einzelzellen aus amorphem (a-Si:H) und mikrokristallinem (µc-Si:H) Silizium. Als Referenz dienten Tandem-Solarzellen mit einem standardmäßig texturierten Vorderseitenkontakt aus geätztem Zinkoxid (ZnO), für die ein maximaler Wirkungsgrad von 11.7% (unter AM1.5-Beleuchtung) gemessen wurde. Der Vergleich der jeweiligen Solarzellen mit den höchsten Wirkungsgraden erbrachte folgende Resultate:

  1. Antireflex-Beschichtung des Vorderseitenglases aus SiOx-Partikeln in einer Silizium-Matrix mittels APCVD von der Fima CVD Technologies Ltd. (www.cvdtechnologies.com) in Salford (Großbritannien): Wirkungsgraderhöhung auf 12,0%.
  2. Periodische Gitterstruktur an der Vorderseite zwischen Glas und ZnO-Frontkontakt mittels Nanoimprint-Technologie von der Firma OM&T B.V. in Eindhoven (Niederlande): Wirkungsgradsteigerung auf 12,1%.

In beiden Fällen beruht der Wirkungsgradzuwachs der Solarzellen auf einer Erhöhung ihres Kurzschlußstroms Isc. Im Fall 1.) resultiert dieser Anstieg aus einer wellenlängenunabhängigen Reflexionsreduktion im gesamten für diesen Solarzellentyp relevanten Wellenlängenbereich des AM1.5-Solarspektrums (300 nm bis 1100 nm). Im Fall 2.) wird der Isc-Gewinn im Wesentlichen im langwelligen Spektralbereich durch einen verbesserten Lichteinfang aufgrund der periodischen Gitterstruktur an der Vorderseite erzielt.


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