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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Grenzflächen-Topographie Optimierung für Silizium Stapelsolarzellen

Das Zusammenspiel zwischen Topographieänderung einzelner Siliziumschichten als Funktion der rauen Frontkontaktflächen spielt eine entscheidende Rolle in der Entwicklung und Optimierung von Dünnschicht-Solarzell-Bauelementen. Da verschiedene Topographien zu einer anderen Lichtstreuung und Lichteinkopplung führen, können wir Grenzflächen modifizieren, um das Lichtmanagement in Photovoltaik-Bauelementen zu optimieren.

Die Komplexität aller Komponenten einer Stapel-Solarzelle mit a-Si:H p-i-n Frontzelle und µc-Si:H p-i-n Rückzelle erfordert eine genaue Abstimmung aller einzelnen Schichten ausgehend von dem transparenten leitfähigen Oxid-Frontkontakt (TCO) gefolgt von der dotierten und intrinsischen Silizium Absorberschicht und dem Rückkontakt. Alle Schichten müssen berücksichtigt werden, um einen optimierten Schichtstapel zur Absorption von Sonnenlicht in einer höchst effizienten Weise herzustellen.

Wir wollen die optische Leistung von Stapelsolarzellen durch den Austausch der herkömmlichen dotierten Schichten mit hochtransparenten und leitfähigen Schichten aus Silizium-Sauerstoff-Legierungen (a/µc-SiOx:H) verbessern. Diese Schichten können als Fensterschicht (zwischen dem TCO Frontkontakt, und der intrinsischen a-Si:H-Schicht) oder als Zwischenreflektorschicht (zwischen der a-Si:H Frontzelle und µc-Si:H Rückzelle integriert werden. Wichtig ist auch das Zusammenspiel zwischen der TCO Topographie des Frontkontakts und der p-dotierten Schicht und des Zwischenreflektors in Stapelsolarzellen zu studieren.

Ziel der Arbeit ist zu verstehen, wie die Frontkontakt-Topographie auf die Leistung der einzelnen Silizium-Schichten wirkt und in einem weiteren Schritt zu einer verbesserten Lichteinkopplung und Lichtstreuung in a-Si:H/µc-Si:H Stapelsolarzellen führt.

 

Publikationen

C. Zhang, M. Meier, A. Lambertz, V. Smirnov, B. Holländer, A. Gordijn, T. Merdzhanova, “Optical and electrical effects of p-type µc-SiOx:H for thin-film silicon solar cells on various textures”, International Journal of Photoenergy, 10 pages, DOI: 10.1155/2014/176965 (2014).

Ansprechpartner:
Dipl. Ing. Chao Zhang
Dr. Matthias Meier
Dr. Tsvetelina Merdzhanova


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