Entwicklung h\u00f6chsteffizienter GaInP\/GaAs\/\/Si\u0096 Mehrfachsolarzellen mittels Wafer-BondingMehrfachsolarzellen aus III-V-Verbindungshalbleitern erreichen heute die h\u00f6chsten Wirkungsgrade f\u00fcr die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom. Da die Halbleiterstrukturen in der Herstellung sehr viel teurer als Silicium-Solarzellen sind, werden sie f\u00fcr terrestrische Anwendungen nur in Konzentratorsystemen verwendet. Dabei werden Fresnellinsen genutzt, um das Sonnenlicht mit bis zu 1000-facher Konzentration auf einen wenige Quadratmillimeter gro\u00dfen Solarzellenchip zu fokussieren. Die so erzielte Materialeinsparung verringert die Kosten des photovoltaischen Systems und gleichzeitig erh\u00f6ht sich unter konzentriertem Licht der Wirkungsgrad der Solarzelle. Auf diese Weise werden Systemwirkungsgrade von bis zu 25% DC in gr\u00f6\u00dferen Kraftwerkseinheiten erzielt. Das ist etwa doppelt so viel wie Vergleichswerte typischer Si-Systeme. Da die Herstellungskosten von Siliciumsolarzellen vergleichsweise gering sind, sind derzeit 90% aller Solarzellen aus kristallinem Silicium. Um die Kosten der hocheffizienten Ga0.5In0.5P\/GaInAs\/Ge – Solarzellen zu reduzieren wird in dieser Dissertation ein neuer Ansatz verfolgt: Die Germanium-Unterzelle wird durch eine Siliciumzelle ersetzt und mittels Wafer-Bonding, einem Verfahren das in der Mikroelektronik bereits Anwendung findet, mit einer Ga0.51In0.49P\/GaAs-Tandemzelle verbunden. Silicium bietet im Vergleich zu Germanium zahlreiche Vorteile. Neben den um einen Faktor 8 geringeren Kosten sind die exzellente Verf\u00fcgbarkeit von Si, die gro\u00dfen Substratdurchmesser bis 300 mm, die gute thermische Leitf\u00e4higkeit, sowie die hohe Bruchfestigkeit zu nennen. Silicium hat zudem eine fast optimale Energiebandl\u00fccke um h\u00f6chste Wirkungsgrade in einer Dreifachsolarzelle zu erzielen. In Simulationen wurde f\u00fcr diese Dreifachzelle bei 500-facher Sonnenkonzentration ein Wirkungsgrad von 55,6% vorhergesagt.Ziel dieser Arbeit ist es erstmals eine monolithische Dreifachsolarzelle auf Silicium mit einem Zielwirkungsgrad von \u00fcber 40 % mittels Wafer-Bonding zu realisieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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