Feser, Clemens Uwe (2012) Integration von germaniumbasierenden pin-Strukturen in Silizium-Dünnschicht-Solarzellen : Modellierung und experimentelle Solarzellenentwicklung. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines neuartigen Konzepts für Silizium-Dünnschicht-Solarzellen. Aktuell gefertigte multispektrale Silizium-Dünnschicht-Module erreichen Effizienzen von 12.5%. Elektrooptische Simulationen zeigen, dass diese Wirkungsgrade durch den Einsatz so genannter Triple-Junction Konzepte weiter gesteigert werden können. Ausgehend von einer Materialstudie so wie der simulativen Betrachtung des Zusammenspiels der Einzelsolarzellen wurde daraufhin ein neuartiges Konzept für Dünnschicht-Solarzellen erarbeitet. Das neue Konzept beruht hierbei im Wesentlichen auf der Verwendung amorpher bzw. mikrokristalliner Germanium-Dünnschicht-Solarzellen, deren Herstellung und Optimier ausführlich behandelt werden. Dazu wurden die optischen und elektrischen Schicht- und Solarzelleigenschaften untersucht und in Beziehung zu den Ergebnissen aktueller Arbeiten gesetzt. Im Ergebnis gelang es so das Potential des neuartigen Solarzellenkonzepts ausgiebig darzulegen.

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Integration of Germanium based pin-structures into Silicon-Thin-Film-Solar-Cells

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This thesis presents the development of a novel device concept for thin film silicon solar cells. Industrially produced a-Si:H/µc-Si: multi-junction-modules reach actually efficiencies of 12.5 %. Sophisticated simulations proof that so-called triple-junction concepts have the opportunity for further increase of the module efficiencies. A survey of semiconductor materials in combination with simulative evaluation of multi-junction solar cells leads finally to a novel multi-junction-solar-cell concept. This concept is based on the implementation of amorphous or microcrystalline germanium thin-film-solar-cell. The manufacturing and improvement from this germanium is discussed in detail in this thesis by the comparison of optical and electrical behavior of the different structures. Finally, a good correspondence between simulation and experimental characteristics was achieved which allowed to estimate the efficiency limit and commercial potential of new triple junction solar cells.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Silizium, Germanium, Dünnschicht-Solarzellen, Multispektral, Triple-Junction
Subjects:	Science and mathematics > Physics
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Institute of Physics (IfP)
Date Deposited:	17 Oct 2013 11:26
Last Modified:	22 Oct 2013 09:20
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/1616
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-16974
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