{"id":90,"date":"2018-03-22T13:22:58","date_gmt":"2018-03-22T13:22:58","guid":{"rendered":"https:\/\/website.prod.unilu.spikeseed.cloud\/de\/news\/forscher-widerlegen-20-jahre-alte-annahmen-der-solarzellenherstellung\/"},"modified":"2018-03-22T13:22:58","modified_gmt":"2018-03-22T13:22:58","slug":"forscher-widerlegen-20-jahre-alte-annahmen-der-solarzellenherstellung","status":"publish","type":"news","link":"https:\/\/www.uni.lu\/de\/news\/forscher-widerlegen-20-jahre-alte-annahmen-der-solarzellenherstellung\/","title":{"rendered":"Forscher widerlegen 20 Jahre alte Annahmen der Solarzellenherstellung"},"content":{"rendered":"

Ein von der Universit\u00e4t Luxemburg geleitetes Forschungsprojekt untersuchte das Herstellungsverfahren von Solarzellen. Die Forscher konnten nachweisen, dass Annahmen \u00fcber die chemischen Prozesse, die \u00fcber die letzten 20 Jahre bei Forschern und Herstellern weitverbreitet waren, unzutreffend sind.<\/p>

Die Physiker ver\u00f6ffentlichten ihre Forschungsergebnisse in der angesehenen Fachzeitschrift <\/strong>Nature Communications<\/a>.<\/p>\n

\nDie Effizienz von Solarzellen verbessern<\/h2>\n

Photovoltaische Solarmodule erzeugen Elektrizit\u00e4t mit Hilfe von Sonnenlicht. Die Paneele absorbieren einfallendes Licht, das Elektronen anregt, sich in eine vorgegebene Richtung zu bewegen, was elektrischen Strom erzeugt, der Motoren antreiben oder Gl\u00fchbirnen zum Leuchten bringen kann. Dies erfolgt \u00fcber das Zusammenwirken von mehreren Halbleiterschichten und Metallen im Solarpanel. Die Solarzellen werden in einem aufwendigen Prozess hergestellt, bei dem verschiedene Chemikalien, meist durch eine Verdunstungstechnik, auf einen Glastr\u00e4ger aufgetragen werden. Dadurch \u201ew\u00e4chst\u201c eine Solarzelle Schicht f\u00fcr Schicht.<\/p>

In der Vergangenheit haben Wissenschaftler zuf\u00e4llig entdeckt, dass sich die Effizienz bei einer bestimmten Art von Solarzellen stark erh\u00f6ht, wenn der lichtabsorbierenden Schicht Natrium hinzugef\u00fcgt wird. Gleichzeitig beobachteten sie, dass Natrium das Wachstum dieser Schicht und das Zusammenwirken der anderen Chemikalien beeinflusst, indem es die Vermischung von Gallium und Indium verlangsamt. Dies f\u00fchrt zu weniger homogenen Schichten, was wiederum die Ergebnisse beeintr\u00e4chtigt. Bisher glaubten Wissenschaftler und Hersteller daher, der optimale Fertigungsablauf f\u00fcr Solarzellen w\u00e4re, Natrium erst hinzuzuf\u00fcgen, wenn der Wachstumsprozess beendet ist.<\/p>\n

\nDie Bedeutung von Natrium im Herstellungsprozess<\/h2>\n

Forscher der\u00a0Physics and Materials Science Research Unit<\/a> an der Universit\u00e4t Luxemburg w\u00e4hlten einen anderen Ansatz und konnten zusammen mit vier internationalen Partnern nun zeigen, dass die Wirklichkeit differenzierter ist. W\u00e4hrend normalerweise die lichtabsorbierende Schicht aus Tausenden verschiedener Kristallen zusammengesetzt ist, entschied sich die Forschungsgruppe f\u00fcr eine anspruchsvollere Herstellungsmethode und legte die Schicht mit lediglich einem einzigen gro\u00dfen Kristall an. \u201eIm Grunde zeigen wir mit dieser Forschungsarbeit, dass, wenn der Absorber aus nur einem Kristall hergestellt wird, es ausreicht, eine kleine Menge Natrium hinzuzuf\u00fcgen, um die Verteilung der Elemente zu homogenisieren<\/strong>\u201c, sagt Diego Colombara, inzwischen Marie Curie Research Fellow am International Iberian Nanotechnology Laboratory und Projektleiter der Studie. \u201eDas ist wirklich \u00fcberraschend, denn mehr als 20 Jahre vorangegangener Forschung zeigten durchg\u00e4ngig den entgegengesetzten Effekt bei Absorbern, die aus vielen Kristallen hergestellt sind.\u201c<\/p>

\n \n\"\"\n

\n Image microscopique de l\u2019absorbeur de cellule solaire compos\u00e9 d\u2019un grain (noir et blanc) et analyse chimique correspondante montrant la concentration de gallium (orange) et d\u2019indium (violet). \u00a9 Universit\u00e9 du Luxembourg <\/p>\n <\/figure><\/p>

<\/p>

Die Forscher schlie\u00dfen daraus, dass Natrium eine zweifache Wirkung hat<\/strong>: Es homogenisiert die Elemente in jedem Kristall, aber es verlangsamt die Homogenisierung bei Wechselwirkung zwischen den K\u00f6rnern. \u201eDies erm\u00f6glicht uns zu \u00fcberdenken, wie wir Solarzellen herstellen. Diese Erkenntnisse k\u00f6nnten zu k\u00fcnftigen Verbesserungen im Herstellungsprozess f\u00fchren<\/strong>\u201c, so Dr. Phillip Dale, Leiter der Forschungsgruppe am\u00a0Laboratory for Energy Materials<\/a> an der Universit\u00e4t Luxemburg und Attract Fellow des Luxembourg National Research Fund (FNR).<\/p>

– – –<\/p>

Diego Colombara, Florian Werner, Phillip J. Dale<\/a>, Susanne Siebentritt<\/a> et al<\/i>.: Sodium enhances indium-gallium interdiffusion in copper indium gallium diselenide photovoltaic absorbers; in: Nature Communications, volume 9, Article number: 826 (2018); doi:10.1038\/s41467-018-03115-0<\/p><\/div><\/section>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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