N. Benson, K. Rojek, D. Pandel, F. Langer, S. Sirotinskaya, L. Kühnel



Photovoltaik ist über die letzten Jahrzehnte ein fester Bestandteil für die elektrische Energiegewinnung in unserer Gesellschaft geworden und wird als wichtiger Beitrag für eine nachhaltig veränderte Zusammensetzung unserer Energieversorgung gesehen. Dem beabsichtigten neuen Energiemix liegt folgender Gedanke zugrunde: Weg von umweltbelastenden endlichen Energiequellen und hin zu umweltfreundlichen regenerativen Energien. Um dies in die Realität umsetzen zu können, sind allerdings noch einige Probleme durch Wissenschaft und Forschung zu lösen. Eine der Herausforderungen für zukünftige photovoltaische Anwendungen sind niedrigere Kosten pro erzeugtem Watt. Hierfür gibt es grundsätzlich zwei Ansätze, die sich in den Solarzellen der zweiten und dritten Generation widerspiegeln:

I. Ansatz Dünnfilmphotovoltaik: Einsatz von Produktionstechnologien, die vom Substrat unabhängig sind und auf einkristalline Substrate verzichten (Vorteil: geringe Kosten; Nachteil: niedriger Wirkungsgrad).

II. Ansatz alternative Bauteilekonzepte: Verwendung von beispielsweise Tandemzellen oder Nanostrukturierungskonzepten um die Licht-in-Strom- Konversionseffizienz signifikant zu steigern und so das Shockley-Queisser limit von ~33% Wirkunsgrad (gültig für Si) zu überwinden (Vorteil: hoher Wirkungsgrad; Nachteil: hohe Kosten).

In der Arbeitsgruppe Photovoltaik wird an Solarzellen der dritten Generation gearbeitet, mit dem übergeordneten Ziel, alternative Materialsysteme im Bereich der Dünnfilmphotovoltaik mit Ansätzen aus der Nanostrukturierungstechnik zu kombinieren. Durch unsere Forschung sollen also Möglichkeiten evaluiert werden, um niedrige Kosten pro erzeugtem Watt mit einem hohen Wirkungsgrad in Einklang zu bringen.



Forschungsprojekte


Ansprechpartner:

Prof. Dr. Niels Benson