Elektronenstrahl-kristallisierte Silizium-a-Si-poly-Si-Dickschicht-Solarzellen auf Floatglas-Substrat

Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer kristallinen Silizium-Dickschicht-Solarzelle auf Mittel- und Hochtemperatursubstraten.Bei erfolgreichem Forschungsverlauf wird es erstmals möglich sein, kristalline Silizium-Dickschicht-Solarzellen auf preiswerten Substraten - insbesondere Floatglas - herzustellen. Es wird eine durchweg trockenchemische Prozessfolge mit hoher Materialausbeute und hoher Durchlaufgeschwindigkeit angestrebt. Diese Abfolge ist für beliebige Substratgrößen geeignet und erlaubt die Herstellung kompletter Solarmodule in einer Prozessfolge.Der prinzipielle Zellaufbau (Abb.1) sieht auf dem Substrat zunächst eine mechanisch stabile, elektrisch leitende Wolfram-Schicht (W) vor, die als Rückseitenreflektor, Kontaktierung und Diffusionsbarriere während der Kristallisation dient. Der Silizium-Absorber wird plasmagestützt (PECVD) aus Trichlorsilan mit hoher Aufwachsrate abgeschieden, p-dotiert und anschließend in einem schnellen Hochtemperaturprozess (Ziehgeschwindigkeiten von ca. 10 cm/s) mit einer Linienelektronenstrahlquelle kristallisiert (Abb.2).Ein PECVD abgeschiedener amorpher Silizium Emitter vervollständigt die Zelle.Optische, elektrische und materialspezifische Eigenschaften der verwendeten Schichten wirken eng zusammen. Daher ist eine intensive Charakterisierung der genutzten Materialien und der entstehenden Grenzflächen erforderlich.

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