Solarzellen schwärzer als schwarz

10. Dezember 2013, 14:36 Uhr
Solarzellen schwärzer als schwarz
Solarzellen schwärzer als schwarz

Das tiefe Schwarz von schwarzem Silizium ist die Folge einer nahezu vollständig fehlenden Reflektion von Licht an der Oberfläche. Genau dieses ist im Sinne der Energieausbeute wünschenswert, da ja reflektiertes Licht nicht in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Weiter kann eine nicht reflektierende Oberfläche auch diffuses Licht einfangen, das unter flachen Winkeln auftrifft. Letztlich sorgt genau diese Eigenschaft auch für eine erhöhte Ausbeute von Solarzellen in den Morgen- und Abendstunden, wenn das Licht in flacherem Winkel auftrifft.
 
Normalerweise werden Solarzellen mit einer antireflektiven Schicht bedampft, die die Reflektion auf Werte um 4 % bringt. Techniken auf der Basis „schwarzen“ Siliziums kamen bisher auf etwa 2 %. Das neue Verfahren der Forscher der Firma Natcore Technology steigert dies um fast den Faktor 10. Ein einfaches Bad in einer bestimmten Flüssigkeit sorgt für eine durchschnittliche Reflektion im sichtbaren Licht und nahem Infrarot von um die 0,3 %. Dies ist der „schwärzeste“ Wert, der je bei Solarzellen gemessen wurde.
 
Der Prozess beginnt mit unbeschichtetem aber texturiertem Silizium als Wafer. Zunächst werden dann durch ein Bad bei Raumtemperatur Poren im Nanobereich geätzt. Anschließend kommt ein flüssiger Phasenabscheidungsprozess, der diese Poren mit Siliziumdioxid füllt. Zum Schluss wird zur weiteren Reduktion der Reflektionen die Oberfläche per Beschichtung passiviert.

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