Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 15: Photovoltaik I
HL 15.4: Vortrag
Dienstag, 28. März 2000, 10:15–10:30, H14
Modellierung von Ladungsträgerrekombination in polykristallinem Silicium — •K. R. Taretto-Zeyen, U. Rau und J. H. Werner — Institut für Physikalische Elektronik, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 47, 70569 Stuttgart
Die Rekombination an Korngrenzen begrenzt den Wirkungsgrad von Solarzellen aus polykristallinem Silicium. Dieser Beitrag modelliert die elektrischen Eigenschaften von polykristallinem Silicium mit Hilfe eines analytischen eindimensionales Modells und mit einem numerischen Modell in zwei Dimensionen. Wir konzentrieren uns hier auf die Optimierung der Dotierkonzentration. Das eindimensionale Modell sagt bei einer Dotierung von 1016 cm−3 ein Maximum der Rekombination von photogenerierten Ladungsträgern in feinkörnigem Material mit Korngrößen zwischen 10 nm und 10 µm voraus. Dieses Maximum der Rekombination entspricht einer maximalen Verbiegung der Bänder an den Korngrenzen. Eine Minimierung der Rekombinationsverluste in Solarzellen aus polykristallinem Silicium erfordert demnach höhere oder niedrigere Dotierungen des Materials. Unterhalb einer kritische Korngröße ergeben sich daher für pin-Strukturen, ähnlich den Solarzellen aus amorphen Silicium, bessere photovoltaische Eigenschaften als für klassische pn-Solarzellen, wie sie für grob- oder einkristallines Silicium realisiert werden. Diese Schlussfolgerung wird durch die Resultate unserer zweidimensionale Simulation unterstützt.