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@PHDTHESIS{Berginski:1265,
author = {Berginski, Michael},
title = {{L}ichtstreuende {O}berflächen, {S}chichten und
{S}chichtsysteme zur {V}erbesserung der {L}ichteinkopplung
in {S}ilizium-{D}ünnschichtsolarzellen},
volume = {5},
issn = {1866-1793},
school = {RWTH Aachen},
type = {Dr. (Univ.)},
address = {Jülich},
publisher = {Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag},
reportid = {PreJuSER-1265},
isbn = {978-3-89336-516-6},
series = {Schriften des Forschungszentrums Jülich : Energie $\&$
Umwelt / Energy $\&$ Environment},
pages = {XV, 171 S.},
year = {2008},
note = {Record converted from VDB: 12.11.2012; Aachen, RWTH, Diss.,
2007},
abstract = {Eine Solarzelle ist ein optoelektronisches Bauelement,
welches die im Licht enthaltene Energie direkt in
elektrische Energie umwandelt. Der zugrunde liegende
photovoltaische Effekt wurde von Becquerel im Jahre 1837
entdeckt. Die erste Silizium-Solarzelle stellten Chapin,
Fuller und Pearson in den Bell Laboratories im Jahre 1953
her. In der Folgezeit (seit 1958) wurden Solarzellen vor
allem in der Raumfahrt eingesetzt. Den Weg für den
terrestrischen Einsatz ebneten eine signifikante
Kosteneinsparung und Verbesserung der auf kristallinem
Silizium basierenden Solarzellen sowie die Entwicklung von
diversen weiteren Solarzellenkonzepten [1–3]. Gegenwärtig
wird der photovoltaische Weltmarkt zu ca. $95\%$ von Zellen
auf Basis von kristallinem Silizium dominiert [4]. Der
übrige Anteil entfällt fast ausschließlich auf
Dünnschichtansätze auf Basis von amorphem Silizium (ca.
$4\%$ Weltmarktanteil), Cadmiumtellurid (CdTe, ca. $1\%)$
und Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS: Cu(In,Ga)(S,Se),
< $1\%).$ Trotz des derzeitig geringen Weltmarktanteils wird
den Dünnschichtansätzen vielfach ein sehr großes
zukünftiges Marktpotential zugesprochen [5–7]. Sie werden
vermutlich zu den photovoltaischen Technologien gehören,
die durch signifikante Kostenreduktion das Preisziel von 1
€/Watt erreichen können. Auf mittlere Sicht sind niedrige
Produktionskosten notwendig, damit der Preis von
photovoltaisch erzeugtem Strom mit dem von Strom aus dem
öffentlichen Netz konkurrieren kann. Ein wesentlicher
Schlüssel zur merklichen Kostenreduktion ist eine
erhebliche Ausweitung der Produktionskapazität [5, 6, 8].
Hinsichtlich dieses Aspekts kommt der
Dünnschichttechnologie auf Basis von amorphem Silizium eine
besondere Stellung zu, da sie – entgegen der Technologien
auf Basis von CdTe und CIGS – keine seltenen, teuren oder
giftigen Elemente verwendet [6]. Bezüglich des
Wirkungsgrads für die Energieumwandlung (Effizienz $\eta$)
belegen Dünnschichtsolarzellen auf Basis von amorphem
Silizium keine Spitzenplätze. Sie sind dennoch sowohl
ökologisch als auch ökonomisch interessant. Niedrige
Temperaturen und daher ein geringer Energieaufwand in der
Herstellung ermöglichen vergleichsweise kurze
Energierücklaufzeiten von ca. einem Jahr [9]. Die
großflächige Dünnschichttechnologie verspricht eine
kostengünstige Herstellung. Ferner wandeln
Silizium-Dünnschichtsolarzellen bei gleicher installierter
Maximalleistung unter realen Einsatzbedingungen gegenüber
Modulen auf Basis von kristallinem Silizium im Schnitt 10\%
bis 20\% mehr Energie um [5]. Der photovoltaisch aktive
Bereich einer Silizium-Dünnschichtsolarzelle besteht aus
einer insgesamt ca. 250nm bis maximal ca. 5 $\mu$m dicken
$\textit{p-i-n}$ Struktur: eine intrinsische (d.h. nominell
undotierte) Siliziumschicht zwischen zwei ($\textit{p-}$
bzw. $\textit{n-}$) dotierten Siliziumschichten. Die
Photonen gelangen durch die sehr dünne
$\textit{p-}$-dotierte Schicht in das Bauelement. In der
intrinsischen Schicht werden sie absorbiert und generieren
Elektron-Loch-Paare. Das von den $\textit{p-}$ und [...]},
cin = {IEF-5},
ddc = {333.7},
cid = {I:(DE-Juel1)VDB813},
pnm = {ohne FE},
pid = {G:(DE-Juel1)FUEK307},
typ = {PUB:(DE-HGF)11 / PUB:(DE-HGF)3},
url = {https://juser.fz-juelich.de/record/1265},
}