Wissenschaftler erzielen höhere Effizienz von Solarzellen durch den Einsatz von schwarzem Silizium

Die Forschungsarbeiten wurden vor kurzem im „Journal of Photovoltaics” veröffentlicht.

Wissenschaftler der Aalto Universität, Finnland, haben Ergebnisse vorgestellt, die eine deutliche Verbesserung der Lichtabsorption und die Oberflächenpassivierung auf stark absorbierende Silizium-Nanostrukturen darstellen. Die Ergebnisse fördern die Entwicklung von Geräten, die hohe Lichtempfindlichkeit benötigen, wie zum Beispiel hocheffiziente Solarzellen.

„Die Nutzung von schwarzem Silizium (b-Si) in Solarzellen steigert die Effizienz erheblich. Diese Methode bietet eine hervorragende Oberflächenpassivierung und verringert darüber hinaus die Reflexion auf allen Wellenlängen. Die Ergebnisse sind vielversprechend”, sagt Päivikki Repo, Wissenschaftlerin an der Aalto Universität.

Schwarzes Silizium (b-Si) ist in zahlreichen Gebieten, Photovoltaik eingeschlossen, ein interessantes Thema aufgrund seiner Eigenschaft die Oberflächenreflexion unter ein Prozent zu senken. Das Ziel ist eine möglichst geringe Reflexion zu erhalten um die Effizienz von Solarzellen zu erhöhen.

Die Oberflächenstrukturierung wurde bereits anderweitig untersucht, jedoch ist es den Aalto Wissenschaftlern erstmals gelungen, die Oberfläche so effizient zu passivieren, dass sich Ladungsträger erfolgreich sammeln. Bisher haben die schlechten Ladungsträgertransporteigenschaften den Nutzen, der sich aus der reduzierten Reflexion ergeben würde, eher verringert.

Die Entwicklung geeigneter Oberflächenpassivierungsmethoden machen b-Si zu einem nützlichen Material für kommerzielle Anwendungen, darunter auch Solarzellen mit hohem Leistungsgrad. Eine gute Oberflächenpassivierung ist entscheidend bei photonischen Anwendungen wie Solarzellen. Heutzutage kann schwarzes Silizium auch für andere, Solarzellen fremde Technologien eingesetzt werden. Unter den zahlreichen Verwendungen von b-Si gehört u. a. die Betäubungsmittelanalytik.

Die Forschungsarbeiten wurden vor kurzem im „Journal of Photovoltaics” veröffentlicht. Die Forschung wurde von der Aalto Universität, Finnland, in Zusammenarbeit mit Experten vom Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE, durchgeführt.

Quelle

Aalto Universität 2013