Aufrauhen von Plastikfolien für Lighttrapping in a-Si-Zellen

• Research unit: SFOE
• Project number: 42919

Key words (German)

TP0073;F - Photovoltaik

Short description (German)

Aufrauhen von Plastikfolien für Lighttrapping in a-Si-Zellen

Final report (German)

Das Ziel des vorliegenden Projekts war die Einführung von Light-trapping in amorphen Solarzellen auf Polyimidfolie durch die plasmatechnische Aufrauhung des Substrats. Die ersten Vorversuche zeigten, dass durch Plasmaätzung mit SF6/O2-Gasgemischen Strukturen im Bereich von 0.1 bis 1 _m erzeugt werden können. Dies entspricht der Grössenordnung, welche typischerweise für das Light-trapping in amorphen Solarzellen am effektivsten ist. Die so erzeugten rauhen Strukturen wurden mittels Elektronenmikroskop, AFM und winkelabhängiger Reflektion analysiert und verglichen. Die winkelabhängige Reflektion erwies sich dabei als interessante Messmethode, da mit dem kritischen Winkel von 28_ ein einfaches quantitatives Kriterium definiert werden konnte. Im Laufe der Arbeiten zeigte sich, dass dieElektrodenanordnung der Ätzanlage einen ganz entscheidenden Einfluss auf das Erzeugen der Rauhigkeit hat. Die besten Resultate wurden mit vor dem Film angeordneten stabförmigen HFElektroden erreicht.Zur Herstellung von Solarzellen auf der bestehenden Pilotanlage von VHF-Technologies wurde eine Ätzanlage aufgebaut, welche 300 mm breite Folien kontinuierlich (roll-to-roll) und mit guter Homogenität auf der ganzen Arbeitsbreite aufrauhen kann.Die Ausbeute der Solarzellen auf den aufgerauhten Polyimidfilmen war anfänglich sehr tief. Dies konnte darauf zurückgeführt werden, dass das geätzte Substrat mit einer porösen Schicht von Reaktionsprodukten bedeckt wurde. Diese Schicht konnte mit einem zwischengeschalteten Reinigungsschritt entfernt werden, was zu einer zufriedenstellenden Ausbeute führte. Zum Abschluss des Projektes konnten sodann erfolgreich erste n-i-p Solarzellen auf den aufgerauhten Substraten hergestellt werden. Die erreichte Verbesserung des Photostroms und somit des Wirkungsgrads Solarzellen betrug generell etwa +10%. Die beste Zelle erreichte einen Anfangswirkungsgrad von 6.9%.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Ecole d'ingénieurs du Canton de Neuchâtel

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Fischer,Diego
Keppner,Herbert

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