Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fraunhofer ISE entwickelt neue Konzepte für n-Typ Silicium-Solarzellen mit höchsten Wirkungsgraden

18.09.2009
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben neue Verfahren und Zellkonzepte zur Herstellung von Silicium-Solarzellen mit n-Typ Basis entwickelt. Damit werden höhere Wirkungsgrade und Photovoltaikerträge auch für kommerzielle Solarzellen möglich. Der Prototyp erreichte über 23 % Wirkungsgrad.

"Die meisten kommerziellen Silicium-Solarzellen haben heutzutage eine p-Typ Basis", beschreibt Gruppenleiter Dr. Martin Hermle vom Fraunhofer ISE den Unterschied zum Stand der Technik.

"Doch das für die am ISE entwickelten neuartigen Solarzellstrukturen verwendete n-Typ Silicium hat für die photovoltaische Stromgewinnung günstigere Eigenschaften wie eine hohe Toleranz gegenüber den meisten Verunreinigungen. Für die Praxis bedeutet das entweder eine höhere Effizienz oder geringere Herstellungskosten, da man mit preisgünstigem Silicium arbeiten kann". Hinzu kommt, dass vor allem p-Type Czochralski (Cz) Silicium unter der lichtinduzierten Degradation leidet, ein Effekt der bei der Verwendung von n-Typ Silicium nicht auftritt.

Silicium-Solarzellen bestehen aus zwei unterschiedlich dicken Bereichen, die sich in der Leitfähigkeit unterscheiden: n steht für negativ, p für positiv. Der dickere Bereich, das Substratmaterial, wird als Basis bezeichnet und gibt der Zelle den Namen, zum Beispiel p-Typ bei herkömmlichen Solarzellen. Sie haben eine p-leitende Basis und eine dünne n-leitende Schicht, den Ladungsträger sammelnden Emitter. Bei n-Typ Solarzellen ist der Emitter also p-dotiert, was entweder durch eine Bor-Diffusion oder eine Einlegierung von Aluminium erreicht werden kann.

Schon seit geraumer Zeit wird mit n-Typ Silicium als Basismaterial experimentiert. Doch die Fertigungstechnik war bisher sehr aufwändig. Das Hauptproblem z.B. für die Umsetzung von n-Typ Solarzellen bei denen sich der Emitter auf der lichtzugewandten Seite befindet, war bisher die Passivierung dieses meist Bor-dotierten Emitters. Mit konventionellen Schichten wie Siliciumoxid SiO2 oder Siliciumnitrid SiNx ist eine optimale Passivierung solcher Oberflächen nicht zu erreichen. Durch die Verwendung von Aluminiumoxid Al2O3 als Vorderseitenpassivierung wurde dieses Problem in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Eindhoven gelöst.

Jan Benick, Doktorand in der Gruppe für hocheffiziente Silicium-Solarzellen, ist es gelungen, mit einem speziell für die n-Typ Zelle entwickelten Hocheffizienz Zellprozess, der die Bor-Diffusion zur Emitterherstellung nutzt, 23,4 % Wirkungsgrad auf 2x2 cm² zu erreichen. Das ist der höchste Wirkungsgrad, der bisher für diesen Zelltyp erreicht wurde.

Mit deutlich einfacheren, industrienahen Prozessschritten und der Verwendung eines Siebdruck-Prozesses zur Erzeugung des einlegierten Aluminium-Emitters, gelang es Christian Schmiga, Projektleiter in der Gruppe für hocheffiziente Silicium-Solarzellen, bereits 18,2 % Wirkungsgrad auf 12.5x12.5 cm² zu erreichen.

Am Fraunhofer ISE wird nun konsequent an der Weiterentwicklung der Prozesstechnologie für n-Typ Solarzellen gearbeitet, damit eine industriell umsetzbare Silicium-Solarzelle mit Wirkungsgraden über 20% rasch realisiert werden kann.

Karin Schneider | idw
Weitere Informationen:
http://www.ise.fhg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht SmartMeter analysieren mit Algorithmen den Stromverbrauch
01.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS

nachricht Energiehybrid: Batterie trifft Superkondensator
01.12.2016 | Technische Universität Graz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Event News

ICTM Conference 2017: Production technology for turbomachine manufacturing of the future

16.11.2016 | Event News

Innovation Day Laser Technology – Laser Additive Manufacturing

01.11.2016 | Event News

#IC2S2: When Social Science meets Computer Science - GESIS will host the IC2S2 conference 2017

14.10.2016 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie