Nutzung des Halbleitertechnologie Know-Hows für hocheffiziente Solarzellen
Die Entwicklung von Siliziumsolarzellen ist gekennzeichnet durch die Reduktion der Herstellungskosten einerseits und die sukzessive Erhöhung des Zellwirkungsgrads andererseits, so dass insgesamt die Kosten pro Watt Peak verringert werden können und die Photovoltaik (PV) gegenüber anderen alternativen Energieformen und gegenüber alternativen Energieträgern noch konkurrenzfähiger wird.
Vor diesem Hintergrund ist das wissenschaftliche Ziel des MBE, langjähriges, im Bereich der Mikroelektronik erworbenes Wissen, in die Weiterentwicklung höchsteffizienter Solarzellen einfließen zu lassen.
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MBE 2020
Diesen Ansatz verfolgt das MBE seit vielen Jahren sehr erfolgreich. Dies ist insbesondere auf die enge Zusammenarbeit mit dem Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) zurückzuführen. Zusammen mit vielen anderen Projektpartnern, haben wir in den vergangenen Jahren viele Techniken und Technologien der Mikroelektronik, für die Nutzung in Solarzellen evaluiert und umgesetzt.
Beispiele für den erfolgreichen Technologietransfer sind z.B. die Nutzung der Technik der Ionenimplantation anstelle der konventionell genutzten Technik der Diffusion für die Herstellung dotierter Gebiete in Solarzellen. Im Rahmen des BMU/BMWi-geförderten Projekts CHIP ( Cost-efficient High-throughput Ion-Implantation for Photovoltaic), konnte so ein modernen Ionenimplanter im Reinraum des Laboratoriums für Nano- und Quantenengineering (LNQE) angeschafft werden
Ein weiteres Beispiel ist die Nutzung des so genannten Polysilizium-Emitters (bekannt aus Bipolartransistoren) als passivierender Kontakt in Solarzellen. Die Nutzung der Silizium-Prozesslinie im LNQE und der Technologie des ISFH führte zu einer neuen Weltrekord-Solarzelle. So konnte im gemeinsamen Projekt 26+ (Optionen zur industriellen Realisierung von Si-Solarzellen mit Effizienzen über 26%) eine p-Typ-Silizium-Solarzelle mit 26,1 % Wirkungsgrad hergestellt werden. Dies ist bis heute der Weltrekord für Siliziumsolarzellen mit p-Typ-Substraten.
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F. Haase 2018
Aktuell arbeiten wir daran, das transiente Verhalten von Solarzellen bei wechselnder Verschattung zu untersuchen. Dies ist insbesondere mit dem Fokus für den Einsatz in Lieferfahrzeugen im im konkreten Fall, aber auch für die Integration von Solarzellen in Autos, von großem Interesse. Diese Untersuchungen werden im Rahmen des Projekts Street (Einsatz von hocheffizienten Solarzellen in elektrisch betriebenen Nutzfahrzeugen) durchgeführt.
