{"id":57292,"date":"2012-02-05T00:00:00","date_gmt":"2012-02-04T23:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/politik\/solarzellen-auf-schwarzem-silizium-wirkungsgrad-durch-neue-technik-verdoppelt.html"},"modified":"2012-02-05T00:00:00","modified_gmt":"2012-02-04T23:00:00","slug":"solarzellen-auf-schwarzem-silizium-wirkungsgrad-durch-neue-technik-verdoppelt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/politik\/solarzellen-auf-schwarzem-silizium-wirkungsgrad-durch-neue-technik-verdoppelt\/","title":{"rendered":"Solarzellen auf Schwarzem Silizium \u2013 Wirkungsgrad durch neue Technik verdoppelt"},"content":{"rendered":"
Fraunhofer Heinrich-Hertz Institut (HHI) erreicht Rekordergebnis f\u00fcr Solarzellen durch Femtosekunden Laserpuls prozessiertes Schwarzes Silizium: <\/p>\n
Forschern des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts ist es gelungen, durch den von ihnen entwickelten Femtosekunden-Laserpuls-Prozess den Wirkungsgrad von Schwarzen Silizium-Solarzellen zu verdoppeln. Mit den Schwarzen Silizium-Solarzellen ist es m\u00f6glich, den Infrarot-Anteil des Sonnenlichts f\u00fcr die Energiegewinnung zu nutzen. Dieser Anteil des Sonnnenlichts, rund ein Drittel des Spektrums, wird von den herk\u00f6mmlichen Solarzellen nicht erfasst.<\/p>\n
Ausschlaggebend f\u00fcr diese Effizienzsteigerung von Siliziumsolarzellen ist unter anderem die Ver\u00e4nderung des Siliziums-Ausgangsmaterials. Dar\u00fcber hinaus verringern sich die Herstellungsschritte f\u00fcr Solarzellen um die H\u00e4lfte. Die Forschungsarbeiten erfolgten im Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, Standort Goslar, unter Leitung von Prof. Wolfgang Schade. Der bisher h\u00f6chste Wirkungsgrad von 2,2 Prozent wurde von einem Team an der Harvard University (Arbeitsgruppe Prof. E. Mazur) erreicht.<\/p>\n
Mit dem vom Fraunhofer HHI entwickelten Laser-Verfahren werden die Oberfl\u00e4chen von Silizium-Wafern, aus denen Solarzellen gefertigt werden, mit Hilfe von ultrakurzen Laserblitzen, den Femtosekunden-Laserpulsen, behandelt. Die Oberfl\u00e4che der Zelle absorbiert durch diese Ver\u00e4nderung den bisher ungenutzten Infrarotanteil f\u00fcr die Energiegewinnung. Die mit dem Laser behandelten Fl\u00e4chen werden schwarz, daher spricht man auch von „Schwarzem Silizium“ und „Black Silicon Solarzellen“. Im Fraunhofer HHI wurden die Laserpulse nun in ihrer Form so ver\u00e4ndert, dass sich doppelt so leistungsf\u00e4hige Black Silicon Solarzellen wie bisher herstellen lassen.<\/p>\n
Dieser am Fraunhofer HHI in Goslar entwickelte Prozess zeichnet sich dadurch aus, dass Vorderseitentextur und der Emitter in einem Schritt gebildet werden. Zus\u00e4tzlich wird bei diesem Prozess das Silizium-Ausgangsmaterial so ver\u00e4ndert, dass es auch im Infraroten absorbiert. Au\u00dferdem verringert sich mit diesem Prozess die Anzahl der ben\u00f6tigten Solarzellenherstellungsschritte auf ungef\u00e4hr die H\u00e4lfte.<\/p>\n
Die hergestellten Solarzellen zeichneten sich durch hohe Stromdichten im Bereich 38mA\/cm\u00b2 < Jsc\u00a0< 42mA\/cm\u00b2 aus. Diese recht hohe Stromdichte wird durch die erh\u00f6hte Infrarotabsorption erm\u00f6glicht. Dieser Wirkungsgradrekord wurde innerhalb eines vom Bundesministerium f\u00fcr Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) gef\u00f6rderten zweij\u00e4hrigen Verbundprojektes erreicht. 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.<\/p>\n
„Wir sehen in dieser Technologie gro\u00dfes Entwicklungspotenzial, und erste Sondierungsgespr\u00e4che mit der Deutschen Photovoltaik Industrie sind \u00e4u\u00dferst positiv verlaufen“, so Professor Dr. Wolfgang Schade, Leiter der Projektgruppe in Goslar. „Um noch h\u00f6here Wirkungsgrade zu erzielen werden wir in einem n\u00e4chsten Schritt unser Verst\u00e4ndnis von Schwarzem Silizium weiter ausbauen.“<\/p>\n
Basis der Entwicklungen in Goslar ist die Femtosekunden Lasertechnologie. Der Einsatzort der Lasertechnologie ist zum einen die reine Solarzelle aus Schwarzem Silizium. Au\u00dferdem kann der Prozess f\u00fcr einseitige Solarzellentexturen, oder zur Oberfl\u00e4chenvergr\u00f6\u00dferung zur Verbesserung von mechanischen Hafteigenschaften von solarzellenspezifisch ben\u00f6tigten Schichten verwendet werden.<\/p>\n