Licht auf Solarzellen werfen

Solarzellen werden genutzt, um Sonnenstrahlung in elektrischen Strom umzuwandeln. Die Effizienz dieser Umwandlung hängt in hohem Maße von der Qualität des Materials und den Möglichkeiten der verfügbaren Verarbeitungstechnologien ab. Daher versucht die wissenschaftliche Forschung Weiterentwicklungen in diesen Bereichen voranzubringen, wobei niedrige Kosten immer im Auge behalten werden müssen.

Die Wettbewerbsfähigkeit von Solarzellentechnologie zur Herstellung von Energie hängt stark von deren Preis ab. Die Kurzzeitprozesstechnik (RTP – Rapid Thermal Processing) betrifft direkt das Problem der Herstellungskosten durch die Reduzierung der Verarbeitungszeit im Vergleich zu herkömmlichen Brennverfahren. Somit wird die Durchflussleistung verbessert, während die hohe Zelleffizienz beibehalten wird. Es gibt jedoch große Bedenken in Bezug auf die umfangreichen RTP-Anwendungen im Bereich der Solarzellen-Industrie. Im Rahmen des Projekts FLASH wurde darauf abgezielt, ein industrielles RTP-System zu entwickeln, das an die Zellproduktion auf Photovoltaik-Basis angepasst ist. Dieses soll auf alle vorwiegend thermischen Schritte in der Herstellung von Solarzellen angewendet werden können.

Mit diesem Ziel konzentrierte sich die Forschergruppe um das Projekt FLASH systematisch auf den Einfluss von UV-Strahlung auf die Diffusionsmethode bei Silizium auf Halbleiteroberflächen. Die grundlegende Untersuchung wurde in einem Prototypen-Reaktor durchgeführt, der mit zusätzlichen Excimer-Leuchten ausgestattet ist, die das Anschalten von diesen UV-Lampen unabhängig von herkömmlichen Leuchten ermöglichen. Der Vergleich zwischen den Proben mit zusätzlichen UV-Leuchten und solchen mit einem normalen Spektrum von RTP-Lampen wurde bei identischen Verarbeitungstemperaturen durchgeführt.

Die UV-Leuchten wurden über den Halbleiterscheiben angebracht und mit einer Wellenlänge und einer Leistungsdichte emittiert, die ausreichend ist, um eine UV-verstärkte Diffusion wahrzunehmen. In den einschlägigen Veröffentlichungen wird dieser Anspruch erhoben. Diese UV-verstärkte Diffusion kam jedoch nicht vor, was darauf hindeutet, dass weitere Diffusionsmechanismen untersucht werden müssen.