LIST - Großflächiger Lichteinfang in der Silizium-basierten Dünnschichtsolarzellen-Technologie - Teilprojekt Simulation

Drittmittelfinanzierte Einzelförderung


Details zum Projekt

Projektleiter/in:
Prof. Dr. Christoph Pflaum

Projektbeteiligte:
Christine Angelika Jandl
Kai Hertel
Zhabiz Rahimi

Beteiligte FAU-Organisationseinheiten:
Graduiertenzentrum der FAU
Lehrstuhl für Informatik 10 (Systemsimulation)
Professur für Informatik (Numerische Simulation mit Höchstleistungsrechnern)

Mittelgeber: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU)
Akronym: LIST
Projektstart: 01.06.2012
Projektende: 31.05.2014


Abstract (fachliche Beschreibung):


Der Wirkungsgrad von Dünnschichtsolarzellen wird maßgeblich durch die optischen Eigenschaften von diesen beeinflusst. Um die Effizienz und somit auch den daraus zu gewinnenden Strom zu erhöhen ist eine akkurate Analyse der Lichteinkopplung (Lighttrapping) notwendig. Hierbei spielen Faktoren wie die Komposition des Schichtaufbaus, die Brechungsindizes der Materialien und die Oberflächenstruktur der Schichten eine wichtige Rolle. 3-dimensionale Simulationen sind ein probates Mittel um durch Variation dieser Parameter die optischen Eigenschaften von Solarzellenstrukturen genau zu analysieren und das Lichtmanagment in Dünnschichtsolarzellen zu optimieren. Dazu gehören sowohl Untersuchungen von Reflexions-, Absorptions- und Streuverhalten an den Schichtübergängen als auch die Analyse von schräg einfallenden optischen Wellen, da unter reellen Bedingungen Sonnenlicht zum Großteil nicht vertikal auf die Solarzelle trifft. Ziel des Vorhabens ist es daher das Verhalten des einfallenden Lichts in Dünnschichtsolarzellen zu simulieren und dadurch den Lichteinfang zu optimieren.


Externe Partner

Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB)
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
SENTECH Instruments GmbH
Euroglas GmbH
Schüco International KG
Berliner Glas KGaA
Malibu GmbH & Co.KG
Forschungszentrum Jülich GmbH (FZJ)
Bühler AG
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen


Publikationen

Rahimi, Z., & Pflaum, C. (2014). Simulation of the scattering effect of randomly textured surfaces on the efficiency of thin film tandem solar cells. In Physics, Simulation, and Photonic Engineering of Photovoltaic Devices III (pp. 1-7). Bellingham: SPIE.
Hertel, K., Hüpkes, J., & Pflaum, C. (2013). An image processing approach to approximating interface textures of microcrystalline silicon layers grown on existing aluminum-doped zinc oxide textures. Optics Express, 21(56), A977--A990. https://dx.doi.org/10.1364/OE.21.00A977
Jandl, C.A., Hertel, K., Pflaum, C., & Stiebig, H. (2011). Simulation of silicon thin-film solar cells for oblique incident waves. In Proceedings of SPIE (pp. 1-8). Strasbourg: International Society for Optical Engineering; 1999.
Jandl, C.A., Hertel, K., Pflaum, C., & Stiebig, H. (2010). Analysis of Optical Nanostructures of Thin-Film Solar Cells Using High Performance Simulations. In Optical Nanostructures for Photovoltaics (pp. 1-3). Karlsruhe: Karlsruhe: OSA.
Jandl, C.A., Hertel, K., Dewald, W., & Pflaum, C. (2010). High Performance Computing for the Simulation of Thin-Film Solar Cells. In High Performance Computing in Science and Engineering Garching/Munich 2009 (pp. 553-564). Garching: Berlin Heidelberg: Springer.
Jandl, C.A., Dewald, W., Pflaum, C., & Stiebig, H. (2010). Simulation of Microcrystalline Thin-Film Silicon Colar Cells with Integrated AFM Scancs. In Proceedings of the 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition (EU PVSEC) (pp. 3154-3157). Valencia, Spanien, ES.
Pflaum, C., Jandl, C.A., Hertel, K., & Rahimi, Z. (2010). Simulation of optical Waves in thin-film Solar Cells. Innovatives Supercomputing in Deutschland : inSiDE, 8(2), 16-19. https://dx.doi.org/10.1109/ICEAA.2010.5651669

Zuletzt aktualisiert 2019-15-03 um 14:33

Link teilen