Wissenschaftler untersuchten, wie sie die Verluste von Siliziumsolarzellen reduzieren können. Dabei konzentrierten sie sich vor allem auf die Rekombination von Ladungsträgern sowie die Lichteinkopplung. Das BINE-Projektinfo „Mit neuem Verfahren näher an die ideale Solarzelle“ (13/2017) stellt die entscheidenden Schritte zur effizienteren Solarzelle vor.
Um Wirkungsgradverluste zu reduzieren, müssen freie Ladungsträger möglichst verlustfrei übertragen und deren Rekombination vermieden werden. Dies erreichten die Wissenschaftler unter anderem mit einer neuen, ganzflächig selektiven und passivierenden Kontaktierung auf der Rückseite der Solarzellen. Diese Kontaktierung besteht aus einem ultradünnen Tunneloxid und einer Siliziumschicht, die nur ein bis zwei Nanometer stark ist. Der neue Kontakt leitet die Ladungsträger nahezu verlustfrei weiter und verhindert, dass diese an den Metallkontakten rekombinieren.
Je größer der Anteil der einfallenden Sonnenstrahlung ist, den die Solarzelle in elektrische Energie umwandeln kann, umso höher ist der Wirkungsgrad. Strukturen im Mikro- und Nanometermaßstab helfen in Solarzellen, das Licht einzufangen und optimal zu nutzen. Die Wissenschaftler entwickelten entsprechende Texturkombinationen für Vorder- und Rückseite der Solarzelle, mit denen die Lichteinkopplung verbessert wird.
Die Forschungsarbeiten im Projekt „ForTES“ fanden unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme statt.
