Amorphes Silizium

Dass viele Halbleitertechnologien auf dem Halbmetall Silizium basieren, dĂŒrfte vielen bereits bekannt sein, jedoch gibt es in der Photovoltaiktechnologie beim Einsatz in Solarzellen Unterschiede in der Art des Rohstoffs. Es gibt drei verschiedene Arten Silizium, die in Solarzellen eingesetzt werden. Neben den mono- und polykristallinen Varianten ist besonders das amorphe Silizium interessant. Das amorphe Halbmetall wird vorwiegend in DĂŒnnschichtmodulen verwendet. Diese Photovoltaik Module werden nur als Schicht auf die betreffende OberflĂ€che aufgedampft. Durch den dadurch geringen Materialeinsatz sind diese Solarzellen nicht nur besonders flach und flexibel, sondern extrem kostengĂŒnstig in der Herstellung, was sich fĂŒr den Endkunden bemerkbar macht.

DĂŒnnschichtmodule auf Basis amorphen Siliziums sind besonders flexibel und leicht zu transportieren. Im Gegensatz zu den mono- und polykristallinen Varianten haben sie jedoch nur einen Wirkungsgrad von bis zu 10 Prozent. Den Mangel am geringen Wirkungsgrad machen Solarmodule auf Basis amorphen Siliziums jedoch teilweise dadurch wett, dass sie selbst bei schattigem oder diffusem Licht noch leistungsfĂ€higen Output liefern.





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Diese besondere Siliziumform wird hergestellt, indem eine extrem dĂŒnne Schicht des Halbmetalls auf die zu verwendende TrĂ€geroberflĂ€che aufgedampft wird. Diese Siliziumschicht ist dann so dĂŒnn, dass sie auf dem TrĂ€germedium nicht auffĂ€llt, da es sich um Dicken im Mikrometerbereich handelt. Die Industrie kennt inzwischen mehrere Wege, um Silizium auf eine TrĂ€geroberflĂ€che aufzubringen. Unter anderem wird das Vakuumaufdampfen, die KathodenzerstĂ€ubung oder die Gasphasenabscheidung (chemical vapor deposition) angewendet. Letztere Methode ist heute am verbreitetsten und macht sich inzwischen plasmagetĂŒtzte Technologien zu Nutze (plasmaunterstĂŒtze Gasphasenabscheidung, kurz PECVD). Das Plasma scheidet zuvor behandeltes, siliziumreiches Gas ab, sodass sich das gasförmige Halbmetall dann im gewĂŒnschten amorphen Dampfzustand auf das TrĂ€germedium unmittelbar als Niederschlag gleichmĂ€ĂŸig absetzt. Um das Silizium ansteuern zu können, muss es dotiert werden. HierfĂŒr werden wĂ€hrend des Niederschlagens passende Dotiergase hinzugegeben. Meistens lagert sich hier Wasserstoff in geringen Mengen als Dotiermaterial an, um die LeitfĂ€higkeit des Siliziums beliebig zu Ă€ndern.

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