Simulation und Charakterisierung bifazialer PERC-Solarzellen für industrielle Produktion
Entgegen vieler Erwartungen spielen multikristalline Silicium-Solarzellen weiterhin eine wichtige Rolle auf dem Photovoltaik-Markt. Sie werden stetig optimiert und erreichten mittlerweile Spitzeneffizienzen von 21,25%. Zudem erlangt die PERC-Technologie (passivated emitter and rear cell) einen zunehmend relevanten Anteil und eine der aktuellen Tendenzen in Forschung und Entwicklung ist, ihr Design für eine bifaziale Anwendung anzupassen. Die Simulation ist dazu ein wertvolles Werkzeug, da mittels Simulationssoftware optische und elektrische Eigenschaften der Solarzelle schnell berechnet werden können. Trotzdem sind die aktuell verwendeten optischen Modelle verbesserungswürdig. Ziel dieser Arbeit ist es daher, die sauer geätzte Oberflächentextur, welche aus kraterförmigen Vertiefungen besteht, und deren winkelaufgelöstes Reflexionsverhalten besser zu beschreiben. Desweiteren wird Teil der Arbeit sein, eine genaue Messung des Brechungsindex des Silicium-Metall-Eutektikums an den Rückseitenkontakten vorzunehmen und eine physikalische Beschreibung des Verhaltens des Lichts, wenn es das Back-Surface-Field (kurz BSF) bzw. die passivierte Rückseite trifft, zu entwickeln. Durch diese Verbesserungen würden die Simulationen präzisere und zuverlässigere Ergebnisse für die Solarzellenrückseite erzeugen, deren Einfluss bei bifazialen Solarzellen in den Fokus rückt. An die optische Modellierung schließt das Promotionsvorhaben auch die Untersuchung der elektrischen Eigenschaften der Solarzelle an. Mittels elektrischer Simulationen wird eine Optimierung des Zell-Layouts einer bifazialen PERC-Solarzelle mit lokal diffundiertem BSF durchgeführt, um Designregeln für dieses Konzept zu entwickeln.