Development of novel imaging techniques for the identification of loss mechanisms in tandem solar cells

Tandem Solarzellen haben eine besonders hohe Bedeutung in der Photovoltaik da sie eine deutlich höhere Effizienz als die Einzelschicht Solarzellen erreichen. Aufgrund der größeren Anzahl an Schichten sind Tandem Solarzellen aber deutlich komplexer und dadurch auch fehleranfälliger als Einzelschicht Solarzellen. Die Herstellung von Tandem Solarzellen verlangt daher nach wesentlich verbesserten Messemethoden die eine eindeutige Identifizierung der Defekte erlaubt. In diesem Antrag schlagen wir die Entwicklung von bildgebenden Methoden zur Defekterkennung in Tandem Solarzellen vor. Dabei sollen die Defekte nicht nur lateral visualisiert sondern vor allem den einzelnen Schichten in der Tandem Solarzelle zugewiesen werden können. Die eindeutige Kenntnis, in welcher Schicht der Tandem Solarzelle der Defekt lokalisiert ist, ist von großer Bedeutung. Darüber hinaus erlaubt die Entwicklung einer quasi 3D bildgebenden Defekterkennung die detaillierte Untersuchung der funktionellen Zusammenhänge zwischen den Materialeigenschaften und den elektrischen Eigenschaften der Rekombinationsschicht. Wir schlagen vor das Arbeitsprogramm in zwei eigenständigen, zeitlich getrennten Phasen, durchzuführen. In der ersten Phase von 24 Monaten werden die entsprechenden bildgebenden Methoden anhand von organischen Solarzellen entwickelt. Sobald dies erfolgreich abgeschlossen ist, soll eine zweite Phase von wiederum 24 Monaten beantragt werden, in der die Funktion und Funktionalität der für die organische Photovoltaik entwickelten bildgebenden Methoden für andere Tandemtechnologien (amorphes Silizium, GaAs) untersucht wird.