Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Der Komplexität von III‑V-Mehrfachsolarzellen begegnen wir mit einer Vielzahl unterschiedlicher numerischer Simulationswerkzeuge.
Unsere Infrastruktur im Bereich Simulation umfasst:
- Optische Simulation von Multi-Schichtsystemen mittels Transfer-Matrix und Rigourous Coupled Wave Analysis (RCWA)
- Opto-elektrische Halbleitersimulation mit Sentaurus TCAD zur Analyse von Generation und Rekombination von Ladungsträgern, Ladungsträgertransport an Heteroübergängen, Tunnelprozessen sowie Photon-Recycling
- Elektrisches Netzwerkmodell zur Optimierung von Kontaktstrukturen (Abschattung, Serienwiderstandsverluste)
- »Detailed-balance«-Berechnung von neuen Solarzellenkonzepten, u.a. zur Ermittlung der idealen Bandlückenkombination für verschiedene Teilzellanzahlen, Temperaturen und Referenzspektren
- Ertragsberechnung für Mehrfachsolarzellen für verschiedene Standorte unter Berücksichtigung des Einflusses der Materialkombination auf spektrale Schwankungen im Tages- und Jahresverlauf
Essenziell für alle Simulationen ist eine umfassende Materialdatenbank, die neben einer Vielzahl von III‑V-Verbindungen auch weitere typische Halbleiter, Dielektrika und Metalle umfasst.