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Rekordergebnis für Solarzellen auf Schwarzem Silizium

Forschern des Fraunhofer- Instituts für Nachrichtentechnik (HHI)  ist es gelungen, den Wirkungsgrad von Schwarzen Siliziumsolarzellen zu verdoppeln. Mithilfe des Femtosekunden-Laserpuls-Verfahrens ist es nun möglich, den bisher ungenutzten Infrarotanteil des Sonnenlichts zu erfassen und daraus Energie zu gewinnen. Den höchsten Wirkungsgrad bis jetzt – 2,2 % – erreichte ein Wissenschaftlerteam an der Harvard University. Ausschlaggebend für diesen am Fraunhofer HHI in Goslar entwickelten Prozess ist unter anderem die Veränderung des Silizium-Ausgangsmaterials: Die Oberflächen von Silizium- Wafern werden mit ultrakurzen Laserblitzen, den Femtosekunden-Laserpulsen, behandelt und verfärben sich dadurch schwarz – daher spricht man von »Schwarzem Silizium«. Dank dieser Veränderung kann die Solarzellenoberfläche auch den Infrarotanteil des Sonnenlichts absorbieren. Der Infrarot-Anteil macht rund einen Drittel des Spektrums aus und wird von den herkömmlichen Solarzellen nicht erfasst. Ein weiterer Fortschritt für die Effizienzsteigerung von Siliziumsolarzellen: Die Vorderseitentextur der Zelle und der Emitter bilden in dem Femtosekunden-Laserpuls-Prozess einen Schritt und verringern somit die Anzahl der benötigten Solarzellenherstellungsschritte auf ungefähr die Hälfte. Die hergestellten Solarzellen zeichnen sich durch Stromdichten im Bereich 38 mA/cm² < Jsc < 42 mA/cm² aus. »Wir sehen in dieser Technologie großes Entwicklungspotenzial und erste Sondierungsgespräche mit der deutschen Photovoltaik- Industrie sind äußerst positiv verlaufen«, so Prof. Dr. Wolfgang Schade, Leiter der Projektgruppe in Goslar. Mehr Informationen: www.hhi.fraunhofer.de Foto: Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut


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