Berlin 2008 – wissenschaftliches Programm

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HL: Fachverband Halbleiterphysik

HL 17: Poster I

HL 17.24: Poster

Montag, 25. Februar 2008, 16:30–19:00, Poster D

Modellbasierte Optimierung von III-V Solarzellen — •Simon P. Philipps, Martin Hermle, Wolfgang Guter, Frank Dimroth und Andreas W. Bett — Fraunhofer ISE, Heidenhofstrasse 2, 79110 Freiburg

Solarzellen aus III-V Halbleitermaterialien ermöglichen hohe Wirkungsgrade, da mehrere Solarzellen mit verschiedenen Bandlücken übereinander gestapelt werden können. So kann das Sonnenspektrum effizienter genutzt werden. Die Realisierung von III-V Mehrfachsolarzellen ist aufgrund der komplexen Struktur sehr anspruchsvoll. Eine Tripelzelle beispielsweise umfasst mehr als zwanzig unterschiedliche Schichten, die sich in ihrem Verhalten gegenseitig beeinflussen und somit aufeinander abgestimmt werden müssen. Dementsprechend aufwändig ist die rein experimentelle Optimierung der Zellstrukturen. Eine effizientere Optimierung wird durch modellbasierte Analysen ermöglicht. Am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme wird dafür die Halbleitersimulationsumgebung PVObjects verwendet. Aufgrund der komplexen Schichtstrukturen werden zunächst die einzelnen Teilzellen, sowie die Tunneldioden einzeln modelliert und optimiert, um anschließend die gesamte Zellstruktur zu optimieren. In diesem Beitrag werden beispielhaft Ergebnisse von modellbasierten Optimierungen von III-V Einfachsolarzellen gezeigt, die zu einem tieferen Verständnis des Einflusses verschiedener Zellparameter auf den Wirkungsgrad geführt haben. Dies schafft eine wichtige Grundlage für die folgende Optimierung von Mehrfachsolarzellen.