Liquid Silicon 2.0 - Flüssigphasenabscheidung dünner Siliciumschichten zur Herstellung kostengünstiger Solarzellen

Ein Schlüsselschritt bei allen hocheffizienten Solarzellenkonzepten ist die gezielte Abscheidung hochdotierter Schichten oder Strukturen aus multikristallinem Silicium (mc-Si). Üblicherweise werden solche Schichten durch vakuumbasierte Abscheidetechniken wie z. B. CVD hergestellt. Nachfolgende Arbeitsschritte zur Strukturierung solcher Schichten bedingen aber in vielen Fällen aufwändige Prozeduren mit einem hohen apparativen und materiellen Aufwand. In diesem Zusammenhang stellt die Flüssigphasenabscheidung (LPD) von mc-Si ausgehend von Wasserstoffpolysilanen eine kostengünstige und attraktive Alternative dar. Derzeit verwendete Precursoren wie Si5H10 (CPS), Si6H12 (CHS) oder Si5H12 (NPS) besitzen jedoch einige signifikante Nachteile wie das Fehlen geeigneter Synthesemethoden zur Herstellung größerer Substanzmengen, ihre relativ große Flüchtigkeit und ihren selbstentzündlichen Charakter bei Luftkontakt. Primäres Ziel dieses Projektes ist es daher, auf Basis eines kürzlich von uns entwickelten Synthesekonzeptes industriell gangbare Prozesse zur kostengünstigen Herstellung von größeren Mengen an alternativen höheren Siliciumwasserstoffen mit hohem Potenzial als neuartige Precursorsysteme ("Liquid Silicon 2.0") zu entwickeln. Des Weiteren sollen im Projektverlauf aus den hergestellten Materialien Schichten aus mc-Si abgeschieden, in Hinblick auf ihre Eignung für photovoltaische Anwendungen charakterisiert und in Prototypen kostengünstiger und hocheffizienter Photozellen getestet werden. Der österreichische Projektteil befasst sich primär mit der Optimierung des Synthesekonzeptes von "Liquid Silicon 2.0" Materialien um die Wettbewerbsfähigkeit des Gesamtprozesses zu erhöhen. Dazu sollen Möglichkeiten gefunden werden, um die Zielverbindungen im Vergleich zum Stand der Technik in größeren Ausbeuten und Reinheiten mit geringerem Kostenaufwand durch verringerten Materialaufwand und Anfall an Abfallprodukten in einem Maßstab von >100g herstellen zu können. Ein erfolgreicher Projektverlauf lässt substanzielle Beiträge zur kostengünstigen und breiten Verfügbarkeit von hochinnovativen flüssigphasenprozessierten Solarmodulen mit hoher Effizienz und somit auch zu den Programmzielen der SOLAR-ERA.NET Initiative erwarten.