Numerische Simulation und Analyse neuartiger Grenzschichten für höchsteffiziente Solarzellen basierend auf Silizium als Absorbermaterial anwendbar auf Siliziumheterojunction-, Tandem- und Tunneloxid-basierte Technologien

Stipendiatin/Stipendiat: Christoph Meßmer

Diese Promotion hat zum Ziel, die Solarzellenforschung durch numerische Zellsimulation voranzutreiben, um die vor dem Hintergrund der aktuellen Klimapolitik notwendigen Fortschritte im Bereich der Kostenreduzierung von erneuerbaren Energien erzielen zu können. Solarzellen mit höheren Effizienzen sind nicht nur ein Konzept zur Reduzierung der Stromgestehungskosten, sondern erlauben auch eine Reduzierung des Materialverbrauchs und damit der Produktionskosten. Im Rahmen dieser Promotion sollen computergestützte Simulationsmodelle zur Beschreibung von höchsteffizienten Solarzellen basierend auf Silizium entwickelt werden mit Fokus auf der Anwendung neuartiger Grenzschichten. Dieses Forschungsfeld ist hochrelevant, da diese Grenzschichten sowohl für selektive Kontakte bei Siliziumheterosolarzellen und tunneloxid-passivierten Solarzellen, sowie auch für Tandemsolarzellen von entscheidender Bedeutung sind. Computergestützte Simulationen sind dabei ein unabdingbares Werkzeug, um physikalische Prozesse und Limitierungen von Solarzellen besser zu verstehen und die vorhandenen experimentellen Ressourcen gezielter einsetzen zu können. Das geplante Promotionsvorhaben setzt genau hier an, indem die verschiedenen Grenzschichtsysteme nicht als Summe einzelner Dünnschichtmaterialien betrachtet werden sollen, sondern in ihrer Gesamtheit inklusive Wechselwirkung der Schichten untereinander und mit dem Siliziumabsorber. Vor allem das Verständnis der Transporteigenschaften über energetische Barrieren (inklusive physikalischer Tunneltransporte), induzierte Bandverbiegungen und dem Einfluss der Defektdichten an den Grenzflächen und innerhalb der Grenzschichten sind relevant und sollen im Fokus stehen.

Förderzeitraum:
01.01.2019 - 31.12.2021

Institut:
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Institut für nachhaltige technische Systeme INATECH

Betreuer:
Prof. Dr. Stefan W. Glunz

E-Mail: E-Mail schreiben

Publikationen: