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Defekte in III-V Halbleitermaterialien des GaInAsP-Systems.

Dissertationsschrift
BuchKartoniert, Paperback
130 Seiten
Deutsch
Fraunhofer Verlagerschienen am17.10.2023
Auf dem Weg zu einer erfolgreichen Energiewende kommt der Photovoltaik eine bedeutende Rolle zu. Die größte Verbreitung in diesem Bereich weisen Silizium-Solarzellen auf, die als Massenprodukt zu vergleichsweise geringen Kosten hergestellt werden, aber in ihrer Effizienz auf unter 30 % limitiert sind. Deutlich höhere Wirkungsgrade lassen sich mit Mehrfachsolarzellen aus III-V-Halbleitern erzielen, die bereits Effizienzen bis 47 % erreicht haben.
In dieser Arbeit wurden Untersuchungen zu Materialeigenschaften der dabei verwendeten III-V Halbleiterverbindungen durchgeführt. Insbesondere wurde die GaAs-Wachstumsrate mittels MOVPE von 4 auf 280 µm/h erhöht, wodurch der Solarzellenabsorber in unter 2 statt über 45 Minuten abgeschieden werden konnte. Eine mit 100 µm/h abgeschiedene GaAs-Solarzelle erreichte fast 96 % der Effizienz einer langsam gewachsenen Referenz. Zusätzlich wurde die Eignung von GaInAsP als Material für Weltraumsolarzellen untersucht, wobei sich n-GaInAsP mit hohem InP-Gehalt als vielversprechend herausgestellt hat.mehr

Produkt

KlappentextAuf dem Weg zu einer erfolgreichen Energiewende kommt der Photovoltaik eine bedeutende Rolle zu. Die größte Verbreitung in diesem Bereich weisen Silizium-Solarzellen auf, die als Massenprodukt zu vergleichsweise geringen Kosten hergestellt werden, aber in ihrer Effizienz auf unter 30 % limitiert sind. Deutlich höhere Wirkungsgrade lassen sich mit Mehrfachsolarzellen aus III-V-Halbleitern erzielen, die bereits Effizienzen bis 47 % erreicht haben.
In dieser Arbeit wurden Untersuchungen zu Materialeigenschaften der dabei verwendeten III-V Halbleiterverbindungen durchgeführt. Insbesondere wurde die GaAs-Wachstumsrate mittels MOVPE von 4 auf 280 µm/h erhöht, wodurch der Solarzellenabsorber in unter 2 statt über 45 Minuten abgeschieden werden konnte. Eine mit 100 µm/h abgeschiedene GaAs-Solarzelle erreichte fast 96 % der Effizienz einer langsam gewachsenen Referenz. Zusätzlich wurde die Eignung von GaInAsP als Material für Weltraumsolarzellen untersucht, wobei sich n-GaInAsP mit hohem InP-Gehalt als vielversprechend herausgestellt hat.

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