Einseitig kontaktierte amorph-kristalline Silizium Heterosolarzellen

Haschke, Jan

Einseitig kontaktierte amorph-kristalline Silizium Heterosolarzellen

dc.contributor.advisor	Rech, Bernd	en
dc.contributor.advisor	Amkreutz, Daniel	en
dc.contributor.advisor	Mingirulli, Nicola	en
dc.contributor.advisor	Korte, Lars	en
dc.contributor.author	Haschke, Jan	en
dc.contributor.grantor	Technische Universität Berlin, Fakultät IV - Elektrotechnik und Informatik	en
dc.contributor.referee	Rech, Bernd	en
dc.contributor.referee	Poortmans, Jef	en
dc.contributor.referee	Schlatmann, Rutger	en
dc.date.accepted	2014-11-03
dc.date.accessioned	2015-11-21T00:27:31Z
dc.date.available	2015-04-28T12:00:00Z
dc.date.issued	2015-04-28
dc.date.submitted	2015-04-16
dc.description.abstract	Diese Arbeit beschreibt Teilschritte auf dem Weg zu hocheffizienten kristallinen Silizium-Dünnschichtsolarzellen auf Glas unter der Verwendung von Silizium-Heterokontakten. Dabei wurden zunächst Kontaktsysteme auf kristallinen Siliziumwafern als Modellstruktur entwickelt und optimiert und anschließend die Erfahrungen für die Entwicklung von ähnlichen Kontaktsystemen für neuartige flüssigphasenkristallisierte Silizium-Dünnschichtsolarzellen genutzt. Die Charakterisierung und Simulation dieser Dünnschichtsolarzellen bildete die Voraussetzung um den Herstellungsprozess und die Eigenschaften der kristallinen Absorberschichten und der vergrabenen Siliziumgrenzfläche auf der Glas zugewandten Seite zu verstehen und zu verbessern. In dieser Arbeit durchgeführte eindimensionale numerische Simulationen einer Silizium-Heterokontaktsolarzelle mit rückseitigem pn-Übergang zeigen, dass für dünne Absorber ( deutlich unter 100 μm) die optimale Dotierstoffkonzentration tendenziell höher liegt als für Absorber mit Schichtdicken im Bereich von 150 μm bis 300 μm, wie sie bei waferbasierten Solarzellen üblich sind. Außerdem sinkt bei dünneren Absorbern die Anforderung an die Vorderseitenpassivierung. Durch die Verwendung eines n-dotierten Siliziumabsorbers, zusammen mit der Verwendung von Siliziumoxid als direkte Kontaktschicht zum Absorber, wurde eine deutliche Verbesserung der elektrischen Passivierung der vergrabenen Grenzfläche erreicht. Dies stellt einen Durchbruch für auf kristallinem Silizium auf Glas basierende Solarzellen dar. Es wurden erstmals Leerlaufspannungen über 600mV gezeigt für diesen Typ von Solarzellen gezeigt. Mit einem Höchstwert von 656 mV liegt die Leerlaufspannung nun auf dem Niveau von waferbasierten Ansätzen. Mit der Implementierung von bekannten, effektiven Lichteinfangstrukturen und der weiteren Optimierung des Kontaktsystems für das Erreichen hoher Füllfaktoren, sollten kristalline Silizium-Dünnschichtsolarzellen auf Glas mit Wirkungsgraden über 15 % möglich werden.	de
dc.description.abstract	This work describes sub-steps towards high-efficiency crystalline silicon thin-film solar cells on glass using silicon heterojunctions. Contact systems based on crystalline silicon wafers were developed and optimised as a model system. Based on this, dedicated contact systems have been developed for a new type of silicon thin-film solar cells, namely solar cells based on liquid phase crystallised (LPC) silicon thin-film absorbers. The solar cells have been characterised and simulations have been performed to understand the properties of the crystalline thin-film absorber and the buried silicon interface on the glass side. One-dimensional numerical computer simulations of a back contacted silicon heterojunction solar cell conducted in this work show that for very thin silicon absorber layers (well below 100 µm), the optimum doping concentration is higher than for silicon absorber layers in the range of 100-200 µm which are commonly used for wafer based solar cells. Furthermore, with thinner absorber layers, the requirements of the front side passivation become lower. By using n-doped silicon as absorber material, together with the use of silicon dioxide as direct contact layer to the absorber, a clear enhancement of the passivation of the buried interface could be reached. This represents a breakthrough for crystalline silicon solar cells on glass. Open-circuit voltages up to 600 mV have been shown for this type of solar cells. With a peak value of 656 mV, open-circuit voltages of wafer based solar cells are being challenged. Next steps towards highly efficient crystalline silicon solar cells are the implementation of well-known effective light trapping schemes and the optimisation of the contact system to reach high fill factors. With this, crystalline silicon thin film solar cells on glass with efficiencies above 15% are in reach.	en
dc.identifier.uri	urn:nbn:de:kobv:83-opus4-65432
dc.identifier.uri	https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/4724
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4427
dc.language	German	en
dc.language.iso	de	en
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/de/	en
dc.subject.ddc	620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten	en
dc.subject.other	Silizium Heterosolarzellen	de
dc.subject.other	Dünnschicht	de
dc.subject.other	Kontaktsysteme	de
dc.subject.other	Flüssigphasenkristallisation	de
dc.subject.other	Silicon heterojunction solar cells	en
dc.subject.other	thin-film	en
dc.subject.other	contact systems	en
dc.subject.other	liquid phase crystallisation	en
dc.title	Einseitig kontaktierte amorph-kristalline Silizium Heterosolarzellen	de
dc.title.subtitle	Vom Wafer zur kristallinen Silizium-Dünnschichtsolarzelle auf Glas	de
dc.title.translated	Single side contacted amorphous crystalline silicon heterojunction solar cells	en
dc.title.translatedsubtitle	from wafers to thin-film	en
dc.type	Doctoral Thesis	en
dc.type.version	publishedVersion	en
tub.accessrights.dnb	free	*
tub.affiliation	Fak. 4 Elektrotechnik und Informatik::Inst. Hochfrequenz- und Halbleiter-Systemtechnologien	de
tub.affiliation.faculty	Fak. 4 Elektrotechnik und Informatik	de
tub.affiliation.institute	Inst. Hochfrequenz- und Halbleiter-Systemtechnologien	de
tub.identifier.opus4	6543
tub.publisher.universityorinstitution	Technische Universität Berlin	en

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