Korngrenzenkontaktierung von Solarzellen II

Multikristallines Silizium ist heute das am meisten verwendete Grundmaterial für Solarzellen. Es wird diese Stellung in Zukunft noch ausbauen, da es mit weit weniger Energie herstellbar ist als einkristallines Silizium. Solarzellen aus multikristallinem Silizium erreichen aber nicht den Wirkungsgrad der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie, den Solarzellen aus einkristallinem Silizium zeigen. (Zur Zeit 19.8% gegenüber 24.8%.) Um an den maximalen Wirkungsgrad, den Solarzellen aus multikristallinem Silizium im Prinzip erreichen könnten auch tatsächlich heranzukommen, scheint es unumgänglich, jede einzelne Solarzelle gemäss ihren individuellen Charakteristika zu prozessieren, da die Verläufe der Korngrenzen zwischen den einzelnen Kristalliten, und damit die Bereiche kristalliner Fehlstellen, für jede Zelle anders sind. Am Atominstitut der Österreichischen Universitäten wurde eine auf Mustererkennung basierende Methode entwickelt, die dies ermöglicht. Die zur Stromsammlung nötigen metallischen Kontaktlinien an der sonnenbeschienen Seite der Solarzelle werden dabei zum Grossteil entlang den Korngrenzen aufgebracht, wodurch photovoltaisch ineffiziente Bereiche zugunsten effizienter Bereich abgeschattet werden, und die mittlere Rekombinationsrate von angeregten Elektronen und Löchern reduziert wird. Dadurch konnte die mittlere Leistungsabgabe um bis zu 8% erhöht werden. Im nun beantragten Projekt soll die Mustererkennung der Korngrenzen nicht nur nach einer optimierten optischen, sondern auch nach einer elektronenphysikalischen Methode erfolgen, um eine weitere Verbesserung der Leistungsabgabe zu erhalten. Insbesondere ist beabsichtigt, jenen Grad an Verbesserung zu erreichen, der durch Kontaktierung entlang Korngrenzen überhaupt möglich ist.