Christina Klamt (Mitte) bekommt von Dr. Pierre Verlinden (links) und Dr. Robert Kenny (rechts) den EU PVSEC Student Award 2018 verliehen. © Foto EU PVSEC
Solar + Power Award 2018 in der Kategorie R&D © Foto ISFH

Brüssel (Lim). Christina Klamt, Doktorandin am Institut für Solarenergieforschung Hameln/Emmerthal (ISFH), hat auf der diesjährigen European Photovoltaic Solar Energy Conference (EU PVSEC) einen „Student Award“ gewonnen. Sie überzeugte das wissenschaftliche Komitee mit ihren Arbeiten zum „intrinsischen polykristallinen Siliziumbereich zwischen den p+ und n+ POLO-Kontakten einer 26,1%-effizienten Rückkontakt-Solarzelle. Außerdem wurde das ISFH in der Kategorie Research & Development des „Solar + Power Award“ ebenfalls für die Entwicklung der POLO-Kontakte ausgezeichnet.

POLO („polycrystalline silicon on oxide“) bezeichnet eine Form von Kontakten für die nächste Generation von kristallinen Siliziumsolarzellen. An POLO-Kontakten werden elektrische Ladungen effektiver als bisher aus einer Solarzelle extrahiert. Dadurch arbeiten Solarzellen effizienter. POLO-Kontakte haben somit das Potenzial, den heute schon günstigen Solarstrom noch weiter im Preis zu senken.

In der Vergangenheit zeigte sich, dass sich die POLO-Kontakte der beiden unterschiedlichen Polaritäten nicht direkt berühren dürfen, weil sonst an dieser Stelle zu hohe Verlustströme entstehen. Befinden sich die Kontakte für negative (n+) und positive (p+) Polarität auf unterschiedlichen Seiten der Solarzelle, ist dies einfach zu realisieren. Allerdings absorbiert das polykristalline Silizium auf der Vorderseite der Solarzelle dann viel Licht, und verringert damit die Effizienz der Solarzelle. Daher wurden bei der 26,1% Solarzelle beide Kontakte auf die Rückseite verlegt und diese in einer ineinandergreifenden Fingerstruktur angeordnet. In diesem Fall ist eine elektrische Trennung zwischen den n+ und p+ POLO-Kontakten nötig.

Christina Klamt bewies durch ihre Arbeit, dass mit einem nominell intrinsischen Bereich im polykristallinen Silizium eine gut funktionierende elektrische Trennung von p+ und n+ POLO-Kontakten erreichbar ist. Allerdings muss der Bereich breit genug sein, um eine elektrische Trennung zu ermöglichen, darf jedoch nicht zu breit sein, weil sonst die Oberflächenpassivierung leiden würde. Dieser Ansatz ermöglicht eine signifikante Vereinfachung des Herstellungsprozesses dieser Art von Solarzellen.

Begleitend zur EU PVSEC wurden die Solar + Power Awards 2018 verliehen. In der Kategorie R&D (Research & Development) wurde das ISFH für die Entwicklung der POLO-Kontakte ausgezeichnet. Damit wurde auch die Pionierarbeit des ISFH bei der Adaption von Polysilizium-Kontakten für die moderne Photovoltaik honoriert. Dazu gehören vor allem die grundlegenden theoretischen Überlegungen und sorgfältigen experimentellen Untersuchungen zur physikalischen Funktionsweise der Kontakte. Denn das Verständnis ihrer Funktionsweise ermöglichte die Entwicklung von p+ POLO-Kontakten mit exzellenter Qualität und damit auch den Rekordwirkungsgrad von 26,1%.

„Die Preise sind eine große Ehre für das ISFH“, freut sich Professor Robby Peibst, Gruppenleiter und akademischer Betreuer von Christina Klamt und dankt zugleich allen, die seit 2012 an der POLO-Technologie mitarbeitet haben. Er fügt hinzu: „Wir haben mit der POLO-Technologie einen wichtigen Beitrag zum Fortschritt in der Photovoltaik insgesamt geleistet. Jetzt unterstützen wir unsere Industriepartner bei der Überführung der Technologie in die Anwendung. Es gibt inzwischen so viele exzellente Ergebnisse von verschiedenen Gruppen auf diesem Gebiet, dass dies sehr rasch geschehen wird“.

Die POLO-Forschung am ISFH erfolgte in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Materialien und Bauelemente der Elektronik (MBE) der Leibniz Universität Hannover. Sie wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), der Europäischen Kommission sowie vom Land Niedersachsen finanziell unterstützt.

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