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Freiburger Solarforscher preisgekrönt

11.11.1999 - (idw) Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

· Gustav-Mie-Preis, Fakultät für Physik, Albert-Ludwigs-Universität
· 'Special Paper Award', 11th International Photovoltaics Science and Engineering Conference, Japan

Für seine Diplomarbeit über die Untersuchung eines wirkungsgradreduzierenden Defekts in Czochralski-Silicium-Solarzellen erhielt Dipl.-Phys. Stefan Rein, Doktorand am Fraunhofer ISE, den mit 3.000 DM dotierten Gustav-Mie-Preis der Fakultät für Physik der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg.

Aufbauend auf Reins analytischer Arbeit entwickeln die Forscher des Fraunhofer ISE jetzt Lösungen zur Vemeidung dieses Defekts. Für die Präsentation der dabei erzielten Ergebnisse wurde Dr. Stefan Glunz, Leiter der Gruppe 'Technologie hocheffizienter Solarzellen', anläßlich der 11. International Photovoltaics Science and Engineering Conference in Sapporo, Japan ein Special Paper Award überreicht.

Die Freiburger teilen sich diese Auszeichnung mit Forschern der Tokyo University of Agriculture and Technology, des Georgia Institute of Technology, USA und der australischen University of New South Wales sowie der japanischen Firmen Shin-Etsu Handoutai, Sharp Corporation und Hitachi, Ltd. Im Rahmen eines gemeinsamen Projekts widmen sich die Wissenschaftler der Lösung des für Czochralski-Silicium spezifischen Phänomens.

In Czochralski gezogenem Silicium tritt ein metastabiler Defekt auf, der zu einer Verringerung der Trägerlebensdauer und damit zu einer Beeinträchtigung des Solarzellenwirkungsgrades führt. Da Czochralski-Silicium einen sehr großen Marktanteil in der Solarzellen- als auch allgemein in der Halbleiterindustrie hat, ist die Analyse und Behebung dieses Defektes von großem wirtschaftlichen Interesse.

Für Solarzellen ist monokristallines mit dem Czochralski-Ziehverfahren hergestelltes Silicium das führende Ausgangsmaterial, 1998 hatte es einen Anteil von
40 % an der Solarzellenproduktion, dicht gefolgt von multikristallinem Silicium. Durch die Beseitigung des Defekts kann eine Verbesserung des Wirkungsgrades von hocheffizienten Solarzellen um acht und von marktüblichen Industriezellen um fünf Prozent relativ erreicht werden.

In der Arbeit von Stefan Rein konnte zum einen nachgewiesen werden, daß Bor und Sauerstoff die Komponenten des Czochralski-spezifischen Defekts sind, zum anderen konnte gezeigt werden, daß sich die Defektkonzentration durch einen für Czochralski-Silicium optimierten Hochtemperaturprozeß reduzieren läßt und so eine bleibende Materialverbesserung erreicht werden kann.

Für die Behebung des Defekts bieten sich grundsätzlich zwei Lösungsmöglichkeiten an. Das Material kann verbessert werden, indem man den Dotierstoff Bor durch Gallium ersetzt - hier hat das Fraunhofer ISE Rekordergebnisse erzielt. Eine andere Möglichkeit liegt in einer Veränderung der Hochtemperaturschritte in der Prozeßtechnologie. Auf der Grundlage der vorliegenden Ergebnisse arbeiten die in Japan preisgekrönten Wissenschaftlergruppen weiter an der Entwicklung eines Verfahrens zur Vermeidung bzw. Reduzierung des Czochralski-spezifischen Defekts.

Informationsmaterial:
Fraunhofer ISE, Presse und Public Relations,
Tel. +49 (0) 7 61/45 88-1 50, Fax +49 (0) 7 61/45 88-3 42
e-mail: info@ise.fhg.de

Ansprechpartner für weitere Informationen:

Projektleiter:
Dr. Stefan Glunz, Fraunhofer ISE,
Tel. +49 (0) 7 61/45 88-1 92, Fax +49 (0) 7 61/45 88-2 50
e-mail: glunz@ise.fhg.de

Dipl.-Phys. Claus Stefan Rein, Fraunhofer ISE,
Tel. +49 (0) 7 61/45 88-2 71, Fax +49 (0) 7 61/45 88-2 50
email: rein@ise.fhg.de
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