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Physikalische Gesellschaft Zürich
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Prof. Dr. Arvind Shah
Universitt Neuenburg

Solarzellen der Zukunft: Die Option des Dnnschichtsiliziums

Donnerstag 13. März 2008, um 19:30 Uhr
ETH Hauptgebude Hrsaal HG F5, Rmistrasse 101

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Solarzellen wandeln Licht direkt in elektrische Energie um.

Photovoltaische Solarzellen, welche direkt das Sonnenlicht in Strom umwandeln knnen, werden immer mehr als wichtige Energiequelle der Zukunft angesehen. Im Moment sind aber Solarzellen noch teuer und auch relativ energieintensiv in ihrer Herstellung.

Der Vortrag wird kurz auf die bisherige Entwicklung der Photovoltaik eingehen, und wird sodann die Beschrnkungen der heutigen Technologie aufzeigen: Diese ist der Mikroelektronik entnommen und basiert auf der Verwendung von Siliziumplaketten (Wafern), die teuer, materialaufwendig und energieintensiv sind.

Solarzellen aus dnnen Halbleiterschichten sind eine zukunftstrchtige Alternative, um diese Probleme zu umgehen. Wird Silizium weiterhin als Halbleitermaterial verwendet, so kann man auf eine langjhrige industrielle Erfahrung zhlen, und hat ein Ausgangsmaterial, welches umweltvertrglich und in grossen Mengen verfgbar ist. Verschiedene Varianten wurden hier ausprobiert, einige davon sind bereits kommerziell erhltlich.

Zurzeit werden die grssten Investitionen fr Forschung und Produktion in die Mikromorphen Tandemzellen gettigt. Diese Variante wurde 1993 vom Institut fr Mikrotechnik (IMT) der Universitt Neuchtel eingefhrt. Sie besteht aus einer Doppelstruktur: eine untere Solarzelle aus mikrokristallinem Silizium und eine obere Solarzelle aus amorphem Silizium. Damit wird das Spektrum des Sonnenlichts optimal ausgentzt.

Silizium hat aber grundstzlich einen niedrigen optischen Absorptionskoeffizienten. Um trotzdem mit dnnen Schichten auf vernnftige Wirkungsgrade (ca. 10%) zu kommen, muss nun das Sonnenlicht in der Solarzelle ?eingefangen? werden, und zwar durch Lichtstreuung an rauen Grenzflchen und durch Lichtreflexion. Hier sind im Moment noch grosse Forschungsanstrengungen im Gang.

Gleichzeitig werden Produktionsanlagen entwickelt und angeboten fr die kostengnstige Grossproduktion von Mikromorphen Modulen. Die Investitionen die hier beschlossen wurden, erreichen bereits mehr als eine Milliarde Franken.

E-Mail: arvind.shah@unine.ch
Web: www2.unine.ch/pv


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