Photovoltaik-Forschung: MIT präsentiert Online-Werkzeug zur Wirkungsgrad-Berechnung von Solarzellen

23.02.2012 / Archiv / Photovoltaik

Das Institut für Technologie der Universität Massachusetts (MIT, Cambridge) hat eine Simulationswerkezeug entwickelt, das Materialien sowie Prozess-Schritte bei der Fertigung von Photovoltaik-Zellen untersucht und damit den Wirkungsgrad der Solarzellen voraussagt. Das Tool “Impurities to Efficiency (I2E)” berücksichtigt physikalische Vorgänge und nutzt eine genaue Computersimulation, um vorauszusagen, wie sich die nicht-stromleitenden Eisenpartikel während der Wafer-Herstellung verhalten. Die I2E-Website ist seit Juli 2011 online. Laut MIT haben die Nutzer bislang etwa 2.000 Simulationen durchgeführt.

Programm ermöglicht Messungen für alternative Herstellungsprozesse

Das MIT erklärt, bis zur Entwicklung von I2E habe die Mischung der Komponenten, die es bedurfte um die Reinheit der Silizium-Wafer zu beeinflussen, lediglich über systematisches Ausprobieren festgelegt werden können.

Die Universität erklärt, mit der neuen Funktion können Forscher alternative Herstellungsweisen untersuchen, indem sie die vorgesehenen Materialien und Fertigungs-Prozesse eingeben. Nach einer etwa einminütigen Simulation erhalten sie eine Prognose des letztendlichen Zellen-Wirkungsgrads.

Bezüglich der Einschränkungen durch Eisenpartikel seien die Eisenmenge, die Verteilung und die Größe der Eisenpartikel Faktoren schwierig vorauszusehen und zu messen, betont das Institut.

Ergebnisse mit Teilchenbeschleuniger getestet

Entwickelt wurde das Tool von Tonio Buonassisi, Assistenzprofessor für Mechanische Entwicklung, und den MIT-Studenten David Fenning und Douglas Powell. Sie arbeiteten mit Forschern des Instituts für Solarenergie an der Technischen Universität Madrid zusammen.

Die Entwickler nutzten auch die Röntgenstrahlen eines Teilchenbeschleunigers in der Forschungseinrichtung Argonne National Laboratory (Downers Grove Township, Illinois), um ihre Simulationen zu bestätigen. Einzelheiten über die Funktionsweisen des Systems und Beispiele für Auswirkungen auf die Industrie werden bald in der Zeitschrift “Photovoltaics International” veröffentlicht.

Die Entwicklung des I2E-Tools wurde vom US-Energieministerium unterstützt.