Kristalline Silicium-Dünnschichtsolarzellen aus zonenschmelz-rekristallisierten Schichten

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Thomas Kieliba

Der Großteil der gegenwärtig industriell gefertigten Photovoltaikmodule verwendet Solarzellen, die aus kristallinen Siliciumscheiben (Wafern) hergestellt werden. Dabei entfallen gut 40% der Modulkosten allein auf die Siliciumscheiben. Hier setzen Dünnschichttechnologien an. Dadurch, dass ein kostengünstiges Substrat für die mechanische Stabilität der Solarzelle sorgt, kann die Dicke der teuren Absorberschicht auf das physikalisch notwendige Minimum reduziert werden.Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Dünnschichtsolarzelle aus kristallinem Silicium. Auf ein Substrat aus Keramik oder metallurgischem Silicium wird eine dünne Siliciumabsorberschicht mittels Chemical Vapor Deposition (CVD) aus der Gasphase aufgebracht. Durch den anschließenden Zonenschmelzprozess (Zone-Melting Recrystallization, ZMR) erhält die Siliciumschicht eine großkörnige Struktur. Dieser Schritt ist entscheidend für die Schichtqualität und damit den Wirkungsgrad der Solarzelle.Currently the majority of industrially manufactured photovoltaic modules uses solar cells made of crystalline silicon wafers. Approximately 40% of the module costs are attributed to the production of the silicon wafers. This is the starting point for thin-film technologies. While a substrate provides for the mechanical stability of the solar cell, the thickness of the expensive absorber layer can be reduced to the physically necessary minimum. This work is concerned with the development of a thin-film solar cell from crystalline silicon. On a substrate made of ceramics or metallurgical grade silicon a thin silicon absorber film is applied by Chemical Vapor Deposition (CVD). The result of the subsequent Zone-Melting Recrystallization (ZMR) process is a coarse grain structure. This step is crucial for the film quality and thus the efficiency of the solar cell.

Förderzeitraum:
01.05.2000 - 30.04.2003

Institut:
Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) Energiesysteme (ISE)

Betreuer:
Prof. Dr. Gerhard Willeke

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Publikationen: