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 "Nanoskalige III-V/Silizium Heterostrukturen für hocheffiziente Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AZUR SPACE Solar Power GmbH durchgeführt. Das Ziel dieses Teilprojektes ist eine umfassende elektrische Charakterisierung der hergestellten Nanodraht- und Quantentopfsolarzellstrukturen unter normierten Bedingungen womit ein Vergleich mit dem bereits erreichten Stand der Solartechnik ermöglicht wird. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern soll ein messtechnikkompatibles Zellendesign entwickelt und realisiert werden. Die elektrische Messungen werden sowohl unter normiertem 1. 5 AM0 wie auch hochkonzentriertem (bis zu 1000fach) Sonnenspektrum durchgeführt. Weiterhin ist es geplant spektrale Empfindlichkeit der QW- und Nanodrahtsolarzellen zu vermessen. Dabei soll der Einfluss des Zelldesigns (Kontaktmetallisierung, Griddesign, Antireflexbeschichtung) auf die elektrischen Eigenschaften der kompletten Solarzelle evaluiert werden. Abschließend findet eine fachliche und wirtschaftliche Bewertung der entwickelten Solarzellen statt. Als Referenz werden InGaP/GaAs/Ge Dreifachsolarzellen verwendet werden, die momentan als Standard für terrestrische Konzentratorphotovoltaik gelten.