Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Werkstoff mit Potenzial / Durch Löcher wachsen

19.05.2010
Siliziumkarbid ist ein kommendes Halbleitermaterial. In einer Diplomarbeit wurden die Qualität der Kristalle und der Epitaxieschichten genauer analysiert. Eine andere Arbeit kombiniert die Vorteile von Dünnschichtsolarzellen mit Rückseitenkontakten.

Siliziumkarbid (SiC) ist das ideale Halbleitermaterial für die Leistungselektronik. Aus ihm lassen sich zum Beispiel effiziente Leistungswandler für Elektrofahrzeuge oder Photovoltaikanlagen herstellen, aber auch Elektronik, die bei hohen Temperaturen arbeitet. Bislang sind allerdings noch wenige Bauelemente aus Siliziumkarbid auf dem Markt.

Grund dafür: Die Qualität der Kristalle und Epitaxieschichen ist noch nicht ausreichend für die anspruchsvollen Anwendungen. Denn bereits winzigste Materialfehler in Form von Versetzungen können zu einer Störung im Bauelement führen. Versetzungen sind Abweichungen von der idealen Kristallgitterstruktur, welche in unterschiedlichen Varianten vorliegen können.

In seiner Diplomarbeit »Strukturelle Defektcharakterisierung von 4H-SiC Substraten und Epitaxieschichten mittels Röntgentopographie und Röntgendiffraktometrie« untersuchte Sebastian Polster vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB diese Versetzungen. Er verglich die Art und Anzahl dieser Kristallfehler anhand von Röntgenbildern, die er an der Synchrotronquelle ANKA aufnahm, mit Bildern, die mittels des herkömmlichen Ätzverfahrens im Labor erstellt wurden. Auf diese Weise gelang es ihm die Grenzen der etablierten Charakterisierungsmethode aufzeigen. Die Ergebnisse dieser Methode können nun sicherer interpretiert werden. Eine wichtige Grundlage, um schädliche Versetzungstypen im Material zu vermeiden und es gezielt zu verbessern, so dass SiC Bauelemente ihren Markt erobern werden. Für seine Leistungen wird Sebastian Polster mit dem 2. Hugo-Geiger-Preis ausgezeichnet.

Durch Löcher wachsen

Konkurrenzfähiger Strom aus preiswerten photovoltaischen Modulen: dafür arbeiten Forscher engagiert und mit Überzeugung. Zwei mögliche Konzepte um dieses Ziel zu erreichen sind Dünnschichtsolarzellen, die mit einer sehr dünnen Schicht des teuren hochreinen Siliziums auskommen und Solarzellen, deren stromableitende Kontakte nur auf der Rückseite der mit Löchern versehenen Siliziumscheiben liegen. Der Physiker Nils Brinkmann vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE zeigte in seiner Diplomarbeit »Epitaxie durch Löcher – Prozessentwicklung und Charakterisierung«, wie sich die Vorteile beider Varianten vereinen lassen.

Ein entscheidender Faktor im neuen Zellkonzept: Löcher. Durch sie hindurch wachsen die epitaktischen Schichten auf beiden Seiten der dünnen Siliziumgrundlage. Diesen völlig neuen Ansatz erarbeitete Brinkmann im Team mit seinen Kolleginnen und Kollegen mithilfe von Simulationen, die er dann in einen Herstellungsprozess umsetzte. Zudem zeigte er, wie sich der Wirkungsgrad der neuen Solarzellen weiter optimieren lässt. Nils Brinkmann wird der 3. Hugo-Geiger-Preis verliehen.

Dr.-Ing. Bernd Fischer | Fraunhofer Mediendienst
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010/05/hugo-geiger-preis.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Neue Oberflächeneigenschaften für holzbasierte Werkstoffe
14.08.2018 | INNOVENT e.V. Technologieentwicklung Jena

nachricht Europaweit einzigartiges Forschungszentrum geht an den Start
14.08.2018 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Im Focus: Neue interaktive Software: Maschinelles Lernen macht Autodesigns aerodynamischer

Neue Software verwendet erstmals maschinelles Lernen um Strömungsfelder um interaktiv designbare 3D-Objekte zu berechnen. Methode wird auf der renommierten SIGGRAPH-Konferenz vorgestellt

Wollen Ingenieure oder Designer die aerodynamischen Eigenschaften eines neu gestalteten Autos, eines Flugzeugs oder anderer Objekte testen, lassen sie den...

Im Focus: New interactive machine learning tool makes car designs more aerodynamic

Scientists develop first tool to use machine learning methods to compute flow around interactively designable 3D objects. Tool will be presented at this year’s prestigious SIGGRAPH conference.

When engineers or designers want to test the aerodynamic properties of the newly designed shape of a car, airplane, or other object, they would normally model...

Im Focus: Der Roboter als „Tankwart“: TU Graz entwickelt robotergesteuertes Schnellladesystem für E-Fahrzeuge

Eine Weltneuheit präsentieren Forschende der TU Graz gemeinsam mit Industriepartnern: Den Prototypen eines robotergesteuerten CCS-Schnellladesystems für Elektrofahrzeuge, das erstmals auch das serielle Laden von Fahrzeugen in unterschiedlichen Parkpositionen ermöglicht.

Für elektrisch angetriebene Fahrzeuge werden weltweit hohe Wachstumsraten prognostiziert: 2025, so die Prognosen, wird es jährlich bereits 25 Millionen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Das Architekturmodell in Zeiten der Digitalen Transformation

14.08.2018 | Veranstaltungen

EEA-ESEM Konferenz findet an der Uni Köln statt

13.08.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung in der chemischen Industrie

09.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Macht Sinn: Fraunhofer entwickelt Sensorsystem für KMU

15.08.2018 | Energie und Elektrotechnik

Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

15.08.2018 | Informationstechnologie

FKIE-Wissenschaftler präsentiert neuen Ansatz zur Detektion von Malware-Daten in Bilddateien

15.08.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics