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Herstellungsschritte für Solarzellen verringern sich um die Hälfte

Wirkungsgradrekord bei schwarzen Silizium-Solarzellen

12.02.2012, 10:08

Forschern des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts (HHI) ist es gelungen, durch den von ihnen entwickelten Femtosekunden-Laserpuls-Prozess den Wirkungsgrad von schwarzen Silizium-Solarzellen deutlich zu erhöhen. Schwarze Silizium-Solarzellen nutzen auch den Infrarot-Anteil des Sonnenlichts für die Energiegewinnung, der von herkömmlichen Solarzellen nicht erfasst wird.

Erreicht wird die Nutzung des Infrarotlichts, das rund ein Drittel des Lichtspektrums einnimmt, unter anderem durch die Veränderung des Siliziums-Ausgangsmaterials. Die Oberflächen von Silizium-Wafern, aus denen Solarzellen gefertigt werden, werden mit Hilfe von ultrakurzen Laserblitzen, den Femtosekunden-Laserpulsen, behandelt. Die so behandelten Flächen werden schwarz, daher spricht man auch von "schwarzem Silizium" und "Black Silicon Solarzellen".

Im Fraunhofer HHI wurden die Laserpulse nun in ihrer Form so verändert, dass sich nach Angaben der Forscher doppelt so leistungsfähige Black Silicon Solarzellen wie bisher herstellen lassen. Der neue Prozess zeichnet sich dadurch aus, dass Vorderseitentextur und der Emitter in einem Schritt gebildet werden. Gleichzeitig wird die Oberfläche für die Nutzungs des Infrarot-Anteils im Sonnenlicht geschaffen. Dadurch verringert sich die Anzahl der benötigten Solarzellenherstellungsschritte auf ungefähr die Hälfte.

Das realistische Potenzial der Black Silicon Solarzellen sehen die Forscher bei 1 Prozent Wirkungsgradgewinn absolut im Vergleich zu Standard-Solarzellen mit einem Potenzial von etwa 15 Prozent. "Wir sehen in dieser Technologie großes Entwicklungspotenzial, und erste Sondierungsgespräche mit der Deutschen Photovoltaik Industrie sind äußerst positiv verlaufen", so Professor Dr. Wolfgang Schade, Leiter der Projektgruppe in Goslar. "Um noch höhere Wirkungsgrade zu erzielen werden wir in einem nächsten Schritt unser Verständnis von Schwarzem Silizium weiter ausbauen."

Quelle: Fraunhofer HHI / sth

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