Arbeitsgruppe Charakterisierung und Simulation

Ansprechpartner
Dr. Karsten Bothe
Tel.: +49(0)5151-999 425
E-Mail:

Universität Hannover

Ansprechpartner (Uni Hannover)
Dr. Carsten Schinke
Tel.: +49(0)511-762 5505
E-Mail:

Diese Arbeitsgruppe konzentriert sich auf folgende drei Bereiche:

1. Erarbeiten von physikalischen Modellen für die Computersimulation
Mit der Computersimulation werden Phänomene quantitativ beschrieben, die für Solarzellen bedeutend sind. Unmittelbar daran anknüpfend wird das physikalische Verständnis von Solarzellen verbessert, die limitierenden Verluste in realen Zellen analysiert sowie Vorschläge für verbesserte Zellstrukturen gemacht.

2. Entwickeln von Methoden zur Charakterisierung von Halbleitermaterialien
Das Entwickeln von Charakterisierungsmethoden hilft uns, spezifische Input-Parameter für die Simulationen zu gewinnen. Mit diesen lässt sich das Verhalten von Solarzellen genau voraussagen.

3. Zusammenarbeiten mit der Leibniz Universität Hannover
Um das Zusammenarbeiten zwischen ISFH und Universität zu unterstützen, befindet sich die Arbeitsgruppe in den Räumen des Instituts für Festkörperphysik in Hannover. Gerne betreuen wir Studenten/-innen während ihrer Diplomarbeit bzw. Masterarbeit direkt in Hannover.

Die Aktivitäten der Gruppe umfassen folgende Forschungsgebiete:

Elektrischer Transport in mono-, multi- und polykristallinem Silizium

  • Verbessern der Silizium-Parameter durch Einbeziehen von Mehrteilchen-Korrelation. Erforscht werden: Injektionsabhängigkeit der strahlenden und der Auger Rekombination, des Clusterings von Dotieratomen, der damit zusammenhängenden inkompletten Ionisation und die Ladungsträgermobilität.
  • Korngrenzen und Inhomogenitäten durch Kornbildung. Entwickelt werden: Dreidimensionale numerische Modelle für das Trapping von Ladungsträgern, der Bandverbiegung unter Beleuchtung, der Rekombination an Korngrenzen und der Entstehung von pn-Übergängen.
  • Rekombination an dotierten Oberflächen und im Innern von diffundierten Regionen. Konkret: die Bestimmung der Oberflächen-Rekombinationsgeschwindigkeit und des Sättigungsstromes I0 unter Anwendung von Fermi-Dirac Statistik.
  • SRH-Rekombination in Aluminium-diffundierten Bereichen. D.h. Simulation des Aluminium-induzierten Back Surface Fields (BSF) und der Aluminiumkontakte in Solarzellen.
  • Simulation von Phänomenen die durch neue Prozessiertechniken entstehen. Zum Beispiel lasergefertigte Solarzellen, sowie mit lift-off hergestellte Dünnfilmsolarzellen.

Optische Eigenschaften von photovoltaischen Materialien

  • Charakterisieren von Teststrukturen und Solarzellen mittels der Photolumineszenz. Unter anderem ortsaufgelöste Quantifizierung der Rekombination und der Ladungsträgerdichten.
  • Optische Eigenschaften von Nanostrukturen. Es werden Quantum Dots auf ihre optischen Eigenschaften untersucht und deren Einbezug in neue Solarzellenkonzepte getestet.
  • Ray-tracing, Photon-Recycling und Lösen der Maxwell-Gleichungen. Wir berechnen Light-trapping und Anti-reflection Control in neuen Solarzellenstrukturen, optimieren die Reflektoren für Solarzellenmodule, Quantifizieren das Photon-Recycling in der strahlenden Rekombination und modellieren die Mie-Streuung.