Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Solarzellen auf Schwarzem Silizium – Wirkungsgrad durch neue Technik verdoppelt

01.02.2012
Fraunhofer Heinrich-Hertz Institut (HHI) am Energie-Forschungszentrum Niedersachsen (EFZN) erreicht Rekordergebniss für Solarzellen durch Femtosekunden Laserpuls prozessiertes Schwarzes Silizium

Forschern des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts ist es gelungen, durch den von ihnen entwickelten Femtosekunden-Laserpuls-Prozess den Wirkungsgrad von Schwarzen Silizium-Solarzellen zu verdoppeln. Mit den Schwarzen Silizium-Solarzellen ist es möglich, den Infrarot-Anteil des Sonnenlichts für die Energiegewinnung zu nutzen. Dieser Anteil des Sonnnenlichts, rund ein Drittel des Spektrums, wird von den herkömmlichen Solarzellen nicht erfasst.

Ausschlaggebend für diese Effizienzsteigerung von Siliziumsolarzellen ist unter anderem die Veränderung des Siliziums-Ausgangsmaterials. Darüber hinaus verringern sich die Herstellungsschritte für Solarzellen um die Hälfte. Die Forschungsarbeiten erfolgten im Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, Standort Goslar, unter Leitung von Prof. Wolfgang Schade. Der bisher höchste Wirkungsgrad von 2,2 Prozent wurde von einem Team an der Harvard University (Arbeitsgruppe Prof. E. Mazur) erreicht.

Mit dem vom Fraunhofer HHI entwickelten Laser-Verfahren werden die Oberflächen von Silizium-Wafern, aus denen Solarzellen gefertigt werden, mit Hilfe von ultrakurzen Laserblitzen, den Femtosekunden-Laserpulsen, behandelt. Die Oberfläche der Zelle absorbiert durch diese Veränderung den bisher ungenutzten Infrarotanteil für die Energiegewinnung. Die mit dem Laser behandelten Flächen werden schwarz, daher spricht man auch von "Schwarzem Silizium" und "Black Silicon Solarzellen". Im Fraunhofer HHI wurden die Laserpulse nun in ihrer Form so verändert, dass sich doppelt so leistungsfähige Black Silicon Solarzellen wie bisher herstellen lassen.

Dieser am Fraunhofer HHI in Goslar entwickelte Prozess zeichnet sich dadurch aus, dass Vorderseitentextur und der Emitter in einem Schritt gebildet werden. Zusätzlich wird bei diesem Prozess das Silizium-Ausgangsmaterial so verändert, dass es auch im Infraroten absorbiert. Außerdem verringert sich mit diesem Prozess die Anzahl der benötigten Solarzellenherstellungsschritte auf ungefähr die Hälfte.

Die hergestellten Solarzellen zeichneten sich durch hohe Stromdichten im Bereich 38mA/cm²
"Wir sehen in dieser Technologie großes Entwicklungspotenzial, und erste Sondierungsgespräche mit der Deutschen Photovoltaik Industrie sind äußerst positiv verlaufen", so Professor Dr. Wolfgang Schade, Leiter der Projektgruppe in Goslar. "Um noch höhere Wirkungsgrade zu erzielen werden wir in einem nächsten Schritt unser Verständnis von Schwarzem Silizium weiter ausbauen."

Basis der Entwicklungen in Goslar ist die Femtosekunden Lasertechnologie. Der Einsatzort der Lasertechnologie ist zum einen die reine Solarzelle aus Schwarzem Silizium. Außerdem kann der Prozess für einseitige Solarzellentexturen, oder zur Oberflächenvergrößerung zur Verbesserung von mechanischen Hafteigenschaften von solarzellenspezifisch benötigten Schichten verwendet werden.

Dr. Gudrun Quandel | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.hhi.fraunhofer.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
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
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