III -V Tandemsolarzellen erreichen wesentlich h\u00c3\u00b6here Wirkungsgrade im Vergleich zu Solarzellen aus kristallinem Silicium. Ein Hindernis f\u00c3\u00bcr die vermehrte Anwendung sind hohe Kosten, die es in den kommenden Jahren durch Forschung und Entwicklung zu senken gilt. Letztlich sollten die effizientesten Solarzellen bei der Energiewende zum Einsatzkommen, um Ressourcen einzusparen und damit die Umwelt weniger zu belasten. Denn zur Produktion von Strom und Wasserstoff, um damit die gesamte Wirtschaft auf Erneuerbare Energien umzustellen, wird eine riesige Menge an Photovoltaikmodulen ben\u00c3\u00b6tigt. Das Hauptziel meiner Dissertation besteht daher darin, effizientere Verfahrenf\u00c3\u00bcr die Herstellung von III -V Mehrfach-Solarzellen zu entwickeln. Hierzu sollen insbesondere die Epitaxieprozesse durch eine deutliche Steigerung der Wachstumsrate und eine erh\u00c3\u00b6hte Ausnutzung von Pr\u00c3\u00a4kursormaterialien, bei gleichzeitigem Verzicht auf wenig verf\u00c3\u00bcgbare Elemente wie Germanium und Indium betrachtet werden. In einer vorangegangenen Arbeit wurde gezeigt, dass die Wachstumsrate f\u00c3\u00bcr Galliumarsenid(GaAs) von \u00c3\u00bcblichen 4 \u00ce\u00bcm\/h auf beeindruckende 280 \u00ce\u00bcm\/h gesteigert werden kann. Jedoch sind bei solch hohen Wachstumsraten neue Herausforderungen zu bew\u00c3\u00a4ltigen, da die Materialqualit\u00c3\u00a4t von GaAs durch verst\u00c3\u00a4rkte nicht-strahlende Rekombination leidet. Die Zusammenh\u00c3\u00a4nge sind noch nicht umf\u00c3\u00a4nglich verstanden und hier soll die geplante Dissertation durch eine eingehende Analyse der auftretenden Defekte ansetzen. Dar\u00c3\u00bcber hinaus sollen neben GaAs erstmals auch Mischkristalle wie Aluminiumgalliumarsenid (AlxGa1\u00e2\u02c6\u2019xAs) bei hohen Wachstumsraten untersucht werden, welche in den Solarzellen Einsatz finden. Die besten Tandemsolarzellen nutzen heute Galliumindiumphosphid (Ga0,51In0,49P) als oberste Teilzelle und so werden Effizienzen von knapp 33% erreicht. In dieser Arbeit soll allerdings weitestgehend auf Indium-haltige Schichten verzichtet werden, da sich diese nicht schnell wachsen lassen und Indium ein kritischer Rohstoff mit begrenzter Verf\u00c3\u00bcgbarkeit ist. In meiner Arbeit wird daher die dicke Basisschicht der obersten Teilzelle durch AlxGa1\u00e2\u02c6\u2019xAs ersetzt und gezeigt, dass sich diese Schichten mit hoher Qualit\u00c3\u00a4t und hohen Raten herstellen lassen. Ziel ist es zu zeigen, wie III -V Tandemsolarzellen mit \u00c3\u00bcber 30% Wirkungsgrad durch schnelle und effiziente Abscheidung hergestellt werden k\u00c3\u00b6nnen. L\u00c3\u00b6st man die aktiven Zellschichten dann noch vom Substrat ab, erh\u00c3\u00a4lt man eine wenige Mikrometer d\u00c3\u00bcnne Solarzelle, welche das Potential hat, sehr ressourcenschonend und kosteng\u00c3\u00bcnstig zu werden. Dabei ist aus der Anwendung im Weltraum bereits bekannt, dass solche III -V Solarzellen sehr langlebig sind und Silicium in keiner Weise nachstehen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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