In dieser Arbeit wird der Einfluss struktureller Variationen von CIGS-Solarzellen auf deren Temperaturkoeffizienten, ihre Stabilität und ihre Schwachlichtleistung untersucht. Die für diese Studie durchgeführten Schichtmodifikationen umfassen verschiedene Puffer, Fensterschichten und Rückkontaktschichten sowie verschiedene doppelt abgestufte Absorber mit veränderter in der Dicke und der Natrium-Nachbehandlung. Es konnte gezeigt werden, dass die Absorberschicht von allen modifizierten Schichten der Struktur den größten Einfluss auf die Temperaturabhängigkeit der Ausgangsleistung aufweist. Es zeigte sich, dass die Elementzusammensetzung des Puffers und des Absorbers eine wichtige Rolle bei der Elementinterdiffusion spielt und somit zur Bildung von amphoteren Defekten führt, die licht- und temperaturempfindlich sind. Untersuchungen zum Einfluss verschiedener Solarzellenstrukturen auf die Verschiebung der dominanten Rekombination bei unterschiedlichen Lichtintensitäten wurden ebenfalls durchgeführt.
In this work, the impact of structural variations of CIGS solar cells on their temperature coefficients, their stability, and their low light performance is studied. The layer modifications implemented for this study include different buffer, window layers and back contacts materials, and different double graded absorbers with change in their thickness and sodium post deposition treatment. It was demonstrated that the absorber layer exhibits the largest influence on the temperature dependence of the power output amongst all modified layers of the structure. The buffer and the absorber elemental composition showed to play an important role in the elemental interdiffusion and hence led to the creation of amphoteric defects that are light and temperature sensitive. Studies on the impact of different solar cell structures on the shift of the dominant recombination region at different light intensities were also performed.
von Hamsa Ahmed ; Mohamed Elshabasi ; Jörg Ohland ; Marko Stölzel ; Alfons Weber ; Robert W. Lechner ; Thomas Dalibor ; Jürgen Parisi ; Sascha Schäfer ; Stephan John Heise
von Hamsa Ahmed ; Vita Solovyeva ; Marco A. González ; Mohamed Elshabasi ; Michael Richter ; Devendra Pareek ; Stephan John Heise ; Marko Stölzel ; Alfons Weber ; Thomas Dalibor ; Sascha Schäfer ; Jürgen Parisi
Der schnellwachsende Markt von Gebäudeintegrierten Photovoltaik Produkten und - Anwendungen erhöht den Bedarf an vielseitigen und neuartigen Photovoltaik-Modulen. Dünnschicht Silizium Photovoltaik hat in diesem Feld durch ihre Flexibilität einen großen Vorteil gegenüber anderen. Um die Depositionszeit (und damit die Produktionskosten) dicker Tandemzellen zu verringern, können die Silizium Absorberschichten mit Germanium verbessert werden. µc-Si1-XGeX:H Absorber wurden untersucht, die bei gleicher Effizienz eine geringere Schichtdicke aufweisen. Eine Simulation von Solarmodulflächen in Oldenburg zeigt eine höhere Einstrahlleistung für bifaciale Module in senkrechter Aufstellung unabhängig der Orientierung im Vergleich zu konventionell installierten, monofacialen Solarmodulen. Einfach-Stapel Solarzellen können durch eine Modifikation der n-Schicht auf Transparenz in Solarzellen mit einer sehr hohen Bifacialität von 95 % verwandelt werden. Diese eignen sich hervorragend für verschiedenste, teiltransparente building integrated photovoltaic (BIPV) Anwendungen. <dt.>
The growing market of building integrated photovoltaic applications and projects increases the demand for versatile and novel photovoltaic modules. Thin-film silicon solar cells have a significant advantage over other photovoltaic module types because of their high flexibility. Silicon absorber material can be enhanced by adding germanium. Using the advantages of a band-gap reduced by the addition of germanium enables the absorption of light with a longer wavelength. The µc-Si1-XGeX:H absorbers investigated show the same efficiency as the µc-Si:H absorbers but with reduced thickness. Simulations of different planes of orientation and tilt that were simulated in terms of irradiance for bifacial modules. Results show that, even for Oldenburg, vertically installed modules with high bifaciality can receive more irradiance than monofacial modules with optimum tilt and orientation. A bifaciality of over 95 % can be achieved for single junction cells by redesigning the n-layer for high energy light transparency. The result is a semi-transparent bifacial solar module which meets the demands of many building integrated photovoltaic applications. <engl.>
