Solarzelle aus Flüssig-Silizium

Forscher am Forschungszentrum Jülich haben in Zusammenarbeit mit der Firma Evonik eine Solarzelle entwickelt, die aus einem sehr dünnen Film einer flüssigen Silizium-Verbindung besteht.

Mit einem Wirkungsgrad von 3,5 Prozent ist die Solarzelle sieben Mal effizienter als bisherige Zellen dieser Art. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich sind optimistisch, dass sie den Wirkungsgrad dieser kostengünstigen Solarzellen weiter steigern können. Damit würde dieser Ansatz, der als aussichtsreiche Grundlage für die nächste Generation von Dünnschicht-Elektronik gilt, auch wirtschaftlich interessant werden. Silizium ist weltweit der meist genutzte und am besten bekannte Halbleiter, allerdings ist die Verarbeitung von Silizium mit hohem Aufwand und hohen Kosten verbunden. Die flüssige Siliziumverbindung lässt sich dagegen kostengünstig verarbeiten und in den bekannten Halbleiter Silizium verwandeln. Bei dem Verfahren werden nicht wie sonst üblich massive Siliziumblöcke in dünne Scheiben zersägt. Stattdessen wird das Silizium in einer flüssigen chemischen Verbindung als ein einige hundert Nanometer dicker Film auf eine Glasscheibe aufgetragen und danach in eine feste Schicht mit halbleitenden Eigenschaften umgewandelt. Nach der Kontaktierung kann man das Ergebnis als Solarzelle nutzen. Allerdings erreicht das Verfahren noch nicht die Effizienz konventioneller Lösungen: Deren Wirkungsgrade liegen heute je nach Art der Solarzelle bei 10 bis über 20 Prozent. Für Anwendungen, bei denen kein hoher Wirkungsgrad notwendig ist, könnte sich der neue Ansatz jedoch zu einer kostengünstigeren Alternative entwickeln. Der Wirkungsgrad muss jedoch in weiteren Forschungsarbeiten um mindestens weitere 2,5 Prozentpunkte gesteigert werden, damit sich der industrielle Einsatz lohnt. Mögliche Anwendungen könnten neben Solarzellen auch Displays, Radio Frequency Identification (RFID), biologische Sensoren und medizinische Geräte sein.Bild: Forschungszentrum Jülich – Ein Glas-Substrat mit mehreren Solarzellen aus dem flüssig-prozessierten Silizium im Sonnensimulator, in dem der Wirkungsgrad gemessen wird.

Erstellt am 24.8.2014