AIXTRON SE Rekord-Wirkungsgrad bei hocheffizienten III-V-Mehrfachsolarzellen auf Silizium / Hohe Energieeffizienz bei gleichzeitig attraktiven Kosten
DGAP-Media / 15.09.2020 / 12:07
Entscheidender Fortschritt bei Mehrfachsolarzellen gelungen
Rekord-Wirkungsgrad bei hocheffizienten III-V-Mehrfachsolarzellen auf Silizium
/ Hohe Energieeffizienz bei gleichzeitig attraktiven Kosten
Herzogenrath, 15. September 2020 - Eine zentrale Etappe bei der Entwicklung von
wirtschaftlichen Lösungen für die industrielle Nutzung von Mehrfachsolarzellen
für die Stromerzeugung ist geschafft. Erstmals ist bei einer direkt auf einem
Siliziumsubstrat gewachsenen Mehrfachsolarzelle ein Wirkungsgrad von 25,9
Prozent erreicht worden.
Diesen Rekordwert haben die Forscher des Fraunhofer Institut für Solare
Energiesysteme ISE in enger Zusammenarbeit mit der TU Ilmenau, der Philipps
Universität Marburg und den Epitaxie-Experten der AIXTRON SE, einem führenden
Anbieter von Depositionsanlagen für die Halbleiterindustrie, im Rahmen des
geförderten Projekts "MehrSi" erzielt. Im Team zusammen mit den
Wissenschaftlern des Fraunhofer ISE gelang die Optimierung der Schichtstruktur
und der Technologie.
Schlüsseltechnologie Tandem-Photovoltaik
"Erstmals konnten wir jetzt eine Tandem-Solarzelle auf Basis eines
Silizium-Wafers mit einem so hohen Wirkungsgrad realisieren", sagt Dietmar
Schmitz, Vice President Corporate Technology Transfer bei der AIXTRON SE.
Bislang erfolgte die Herstellung der III-V-Mehrfachsolarzellen auf einem
teureren Substratmaterial, zum Beispiel ebenfalls einem
Verbindungshalbleiter-Material.
Dietmar Schmitz betont das Besondere an dieser Grundlagenforschung: "Die
Gallium- und Phosphor-Atome müssen an der Grenzfläche zum Silizium die
korrekten Gitterplätze einnehmen. Um das zu erreichen, müssen wir die atomare
Struktur sehr gut kontrollieren. Das setzt eine außergewöhnlich hohe Präzision
voraus. Außerdem ist für die notwendige hohe Qualität der Epi-Wafer
entscheidend, dass eine hohe Kristallqualität aller Schichten beim
epitaktischen Wachstum erreicht wird. Dies gelang in dem Projekt dank der von
AIXTRON entwickelten verbesserten Anlagentechnologie und der guten
Zusammenarbeit mit den Projektpartnern."
Niedriger Preis - Hohe Kostenattraktivität von Silizium-Wafer
Bei dieser sogenannten Tandem-Photovoltaik werden unterschiedliche
Kombinationen leistungsstarker Solarzellenmaterialien in Schichten übereinander
angeordnet, um so die verschiedenen Wellenlängen des Sonnenlichts bei der
Umwandlung von Licht in elektrische Energie effizienter zu nutzen. Silizium
eignet sich für die Absorption des infraroten Anteils des Spektrums des
Sonnenlichts. Auf die Silizium-Grundlage werden dann wenige Mikrometer dünne
Schichten aus unterschiedlichen III-V-Halbleiterverbindungen aufgetragen, die
das ultraviolette, sichtbare und nahe infrarote Licht effizienter in Strom
wandeln. Die Tandem-Photovoltaik ist eine Schlüsseltechnologie für die
Energiewende. Die auf einem Siliziumsubstrat gewachsenen Mehrfachsolarzellen
sind aufgrund des verwendeten Siliziums kostengünstiger als Solarzellen auf
Basis anderer Substrate.
Arbeiten am schnelleren Kristallwachstum zur weiteren Senkung der
Herstellungskosten
Von der nun erreichten technologischen Grundlage aus arbeiten die
Verbundpartner mit Hochdruck an der weiteren Steigerung der Effizienz und
Reduzierung der Herstellungskosten. Dafür soll die Abscheidung der Schichten
noch schneller, mit höherem Durchsatz und damit kostenoptimaler realisiert
werden. Darüber hinaus soll die Effizienz der Solarzellen weiter verbessert
werden. "Konkret soll die Versetzungsdichte in den III-V-Solarzellenschichten
von 108 cm-2 in den Bereich von 1-5*106 cm-2 gesenkt werden, um die
Wirkungsgrade auf mehr als 30 Prozent zu steigern. Und nicht zuletzt soll die
Wirtschaftlichkeit der Epitaxie-Verfahren weiter optimiert werden", erläutert
Professor Dr. Michael Heuken, Vice President Corporate Research & Development
der AIXTRON SE.
Durch kostengünstigere Verfahren im Zusammenspiel mit Silizium als unterster
Teilzelle soll die Tandem-Technologie in Zukunft auch für die breite
Photovoltaik zugänglich gemacht werden. An solchen III-V-Mehrfachsolarzellen
auf Silizium arbeitet AIXTRON mit einigen Verbundpartnern bereits seit mehreren
Jahren.
Das Projekt "SiTaSol" zur gemeinsamen Entwicklung von möglichst schnell und
preisgünstig herstellbaren Schichtpaketen wird von der EU gefördert. AIXTRON
hat bei "SiTaSol" eine speziell optimierte Epitaxie-Anlage (Metal Organic
Chemical Vapor Phase Epitaxy, kurzMOVPE) im eigenen Labor aufgebaut und
getestet.
Weiter Informationen zum Thema Tandem-Photovoltaik unter www.ise.fraunhofer.de
Zum Herunterladen des Fotos (Mehrere III-V Tandemsolarzellen auf einem Silicium
Substrat mit 10 cm Durchmesser. (c) Fraunhofer ISE /Foto: Markus Feifel)
klicken Sie bitte
hier.
Das Projekt "SiTaSol" wird von der EU (Fördernummer: 727497) und das Projekt
"MehrSi" vom Bundesforschungsministerium BMBF (Fördernummer: 03SF0525D)
gefördert.
Ansprechpartner
Guido Pickert
Leiter Investor Relations & Unternehmenskommunikation
TELEFON +49 (2407) 9030-444
E-MAIL g.pickert@aixtron.com
Über AIXTRON
Die AIXTRON SE ist ein führender Anbieter von Depositionsanlagen für die
Halbleiterindustrie. Das Unternehmen wurde 1983 gegründet und hat seinen Sitz
in Herzogenrath (Städteregion Aachen) sowie Niederlassungen und Repräsentanzen
in Asien, den USA und Europa. Die Produkte der Gesellschaft werden weltweit von
einem breiten Kundenkreis zur Herstellung von leistungsstarken Bauelementen für
elektronische und opto-elektronische Anwendungen auf Basis von Verbindungs-
oder organischen Halbleitermaterialien genutzt. Diese Bauelemente werden in
einer Vielzahl innovativer Anwendungen, Technologien und Industrien eingesetzt.
Dazu gehören beispielsweise LED- und Displaytechnologie, Datenübertragung, SiC-
und GaN Energiemanagement und -umwandlung, Kommunikation, Signal- und
Lichttechnik sowie viele weitere anspruchsvolle High-Tech-Anwendungen.
Unsere eingetragenen Warenzeichen: AIXACT(R), AIXTRON(R), APEVA(R), Atomic
Level SolutionS(R), Close Coupled Showerhead(R), CRIUS(R), EXP(R), EPISON(R),
Gas Foil Rotation(R), Optacap(TM), OVPD(R), Planetary Reactor(R), PVPD(R),
STExS(R), TriJet(R)
Weitere Informationen über AIXTRON (FWB: AIXA) sind im Internet unter
www.aixtron.com verfügbar.
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und Ertragslage und Gewinnprognosen von AIXTRON enthalten. Begriffe wie
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durch die Kunden, das Finanzmarktklima und die Finanzierungsmöglichkeiten von
AIXTRON, die allgemeinen Marktbedingungen für Depositionsanlagen, und das
makroökonomische Umfeld, Stornierungen, Änderungen oder Verzögerungen bei
Produktlieferungen, Beschränkungen der Produktionskapazität, lange Verkaufs-
und Qualifizierungszyklen, Schwierigkeiten im Produktionsprozess, die
allgemeine Entwicklung der Halbleiterindustrie, eine Verschärfung des
Wettbewerbs, Wechselkursschwankungen, die Verfügbarkeit öffentlicher Mittel,
Zinsschwankungen bzw. Änderung verfügbarer Zinskonditionen, Verzögerungen bei
der Entwicklung und Vermarktung neuer Produkte, eine Verschlechterung der
allgemeinen Wirtschaftslage sowie durch alle anderen Faktoren, die AIXTRON in
öffentlichen Berichten und Meldungen, insbesondere im Abschnitt Risiken des
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