Das Projekt "Wachstum und integrale Eigenschaften koaxialer Nanodrahtsolarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik durchgeführt. Es werden koaxiale Quantentopf(QW) Kern-Mantel p-i-n Nanodrähte hergestellt und auf Solarzelleneigenschaften untersucht. Durch eine große Oberflächen bieten Nanodrähte den Vorteil einer hohen Lichtabsorption bei gleichzeitig kurzen Ladungsträgertransportwegen. Mittels QW-strukturen soll die SQ Grenze überwunden werden. Die zu realisierenden Nanodrähte aus III/V Halbleiterheterostrukturen ermöglichen ein vom Substrat weitgehend unabhängiges Wachstum,hohe Wachstumsraten und niedrigen Materialeinsatz. Das ermöglicht Flexibilität und Kostenreduktion. Um den für die wirtschaftliche Verwertbarkeit wichtigen Nachweis der Prozessskalierbarkeit zu erbringen, wird eine OBIC-Methode aufgebaut und weiterentwickelt. Hiermit wird auf makroskopischer Skala die Homogenität und die Funktionalität realisierter QW-nanostrukturen gezeigt. GaAs p-i-n QW Nanodrahtzellen werden auf GaAs(111)B Substraten mittels VLS (MOVPE) Wachstum hergestellt und die Prozessierung optimiert. Die Prozesskontrolle und Optimierung erfolgt über HA PL/EL Messungen. Sobald quasi-Si(111) Substrate der TUI zur Verfügung stehen, wird die Prozessierung auf diese übertragen. Die Kontaktierung der Zellen erfolgt über Elektronenstrahllithographie, materialselektives Ätzen und Metalldeposition. Um die Skalierbarkeit der Zellen und die QW Funktion nachzuweisen, kommt eine um 'bias' Licht weiterentwickelte OBIC zum Einsatz. Die Temperaturabhängige strukturelle Integrität der Nanostrukturen wird mittels HT-Öfen und HREM/TEM evaluiert.
Das Projekt "Reguläre lithographische Strukturen zur Ausnutzung von Plasmoneneffekten in Dünnschicht-Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik durchgeführt. Die Ausnutzung von Plasmoneneffekten in lithographisch erzeugten Nanostrukturen zur Optimierung der Lichtausnutzung in Silizium-Dünnschicht-Solarzellen und damit zur Effizienzsteigerung der Solarzellen ist Ziel des beantragten Forschungsprojekts. Zur Modellierung und Optimierung der Optik von solarzellentypischen Teilsystemen bis hin zu gesamten Solarzellenstacks mit Nanostrukturen werden entsprechende Simulationstools entwickelt. Die Strukturparameter von sowohl periodischen Nanostrukturen als auch Strukturen mit komplexer Topologie werden hinsichtlich der Effizienzsteigerung von Solarzellen optimiert. Die gezielte Umsetzung solcher Nanostrukturen erfolgt durch lithographische Verfahren, wie z.B. Elektronenstrahllithographie. Hierzu werden entsprechende technologische Prozessoptimierungen durchgeführt. Zur optischen Charakterisierung der Nanostrukturen und der strukturierten Solarzellenschichtsysteme werden verschiedene Methoden der Streulichtanalyse eingesetzt.