Kristalle für hocheffiziente Solarzellen, Supraleitung, und Quantencomputing: Internationale Konferenz zur Kristallzüchtung in Freiburg

Am 7. März findet am Fraunhofer ISE ein Seminar der Jungen DGKK für Nachwuchswissenschaftler statt.
„Ob Mobilfunk, Computer oder LED – kristalline Materialien gehören zu den wichtigsten Bausteinen des modernen Lebens“, sagt Dr. Stephan Riepe, Gruppenleiter in der Abteilung Siliziummaterial des Fraunhofer ISE.

Halbleiter und Perowskit-Schichten für kostengünstige hocheffiziente Tandemsolarzellen
„Kristallzüchtung hat eine lange Tradition, ist aber alles andere als ein alter Hut. Für die Hochtemperatur-Supraleitung zur verlustarmen Energieübertragung werden Materialien mit spezieller Kristallstruktur entwickelt. Künstliche Diamanten sind einer der Favoriten für den Bau von Quantenrechnern. Die Herstellung von Silizium, III-V-Halbleitern und aktuell auch von Perowskitschichten für kostengünstige hocheffiziente Tandemsolarzellen werden ebenso auf der Konferenz diskutiert.“
In Freiburg arbeiten die Universität und die Fraunhofer-Institute eng zusammen. So untersuchte eine Doktorarbeit der Universität Freiburg am Fraunhofer ISE, wie man Verunreinigungen bei der Herstellung von multikristallinem Silizium minimieren kann. Dabei wird flüssiges Silicium in Quarztiegeln geschmolzen und anschließend erstarrt.
Ähnlich wie bei einer Kuchenform das Mehl, dient dabei Siliziumnitrid-Pulver als Trennmittel zwischen Tiegel und Silicium. Dabei gilt es Verunreinigungen im Bereich von ppb – 1 Teil pro Milliarde – zu reduzieren, um höchste Solarzellenwirkungsgrade zu erzielen.

Mehrere Photovoltaik-Rekorde
Kristalle waren auch wesentlich an bisherigen Rekorden beteiligt, die das Fraunhofer ISE aufstellte: So erreichte eine Vierfach-Solarzelle auf der Basis von kristallinem Galliumarsenid einen Wirkungsgrad von 46 %.
Das Arbeitspferd der Photovoltaik, die multikristalline Silizium-Solarzelle, erreichte 20,4 %, und ein Wechselrichter zur Umwandlung des Gleichstroms aus Photovoltaik-Anlagen in netzüblichen Wechselstrom brachte mit Siliziumcarbid-Bauteilen über 99 % Wirkungsgrad.
Website der Konferenz: www.dkt2017.de

13.02.2017 | Quelle: Fraunhofer ISE | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH