Silicium-basierte Tandemsolarzellen

© Fraunhofer ISE

Seit mehreren Jahren untersuchen wir am Fraunhofer ISE das Thema kristalline Si-basierte Tandemsolarzellen. In dieser Zeit erarbeiteten wir unter anderem umfassendes Know-how im Bereich Siliciumkarbid (SiC), das wir als Matrixmaterial für die Si-Nano-Kristalle einsetzen. Neben der Herstellung dieser Si-Nano-Materialien mittels plasmaunterstützter Gasphasenabscheidung (PECVD) und Festphasenkristallisation (SPC) wird insbesondere die kristallographische Charakterisierung und die Entwicklung einfacher Strukturen sowie der dazu benötigten Messapparaturen verfolgt. Weitere Schwerpunkte in unserem Team sind die Bestimmung von Transport- und Rekombinationseigenschaften mittels elektrooptischer Messmethoden wie zeitaufgelöster Photolumineszenz sowie mittels speziell entwickelter Messstrukturen.
Die Herstellung von Tandemsolarzellen aus diesen neuen Absorbermaterialien ist unser erklärtes Ziel. Dazu arbeiten wir sowohl national als auch international mit renommierten Forschungsgruppen und Firmen zusammen.

Forschungsschwerpunkte:

  • Abscheidung von Multilagen mittels PECVD
  • Solid Phase Crystallisation (SPC) in verschiedenen Ofentypen
  • Materialcharakterisierung (XRD, Raman, FTIR, AFM)
  • Einfache Strukturen zur Messungen von optoelektronischen Eigenschaften
  • Zeitaufgelöste Photolumineszenz
  • Sigma (T)-Messplatz mit verschiedenen Beleuchtungsquellen
  • Si-QP basierte Solarzellenstrukturen
  • Tunneldioden
  • Simulationen von Solarzellenstrukturen


Labore und Ausstattung:

  • Inline Zonenschmelzanlage (ZMR400con)
  • Zonenschmelzanlage (ZMR100)
  • Verschiedene optisch oder widerstandsgeheizte Temperanlagen
  • Industrielle PECVD Inline-Beschichtungsanlagen zum Beschichten mit Siliciumkarbid
  • Laboranlagen AK 400 (Roth&Rau) zur PECVD Beschichtung
  • Reinraum


Prinzipiell können Probengrößen von bis zu 400x400 mm 2 bearbeitet werden.