Diplom-/Masterarbeit: Dreidimensional elektrische Modellierung von Rückkontaktierten Silizium-Heterostruktursolarzellen

Das Institut:
Am Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-5) - Photovoltaik werden neuartige Materialien sowie innovative Bauelementarchitekturen für die nachhaltige Photovoltaik auf der Basis dünner Schichten erforscht. Dabei werden einerseits die physikalischen Grundlagen der hauptsächlich ungeordneten Materialsysteme untersucht, etwa von amorphem und mikrokristallinem Silizium und deren Legierungen. Andererseits werden zukunftsweisende technologische Anwendungen entwickelt wie z.B. Hocheffizienz-Silizium-Heterostruktursolarzellen. Eine wesentliche Voraussetzung für eine zielgerichtete Material- und Technologieentwicklung ist dabei die umfassende Charakterisierung und Modellierung der optoelektronischen Eigenschaften von Dünnschichtmaterialien und -bauelementen am IEK-5.

Aufgabengebiet:
Die Silizium-Heterostruktursolarzelle vereint die Technologien der Siliziumwafer- und der Siliziumdünnschichtsolarzellen und ist einer der am vielversprechendsten Kandidaten für die nächste Generation von industriell relevanten Solarzellen aufgrund der hohen Solarzelleneffizienz kombiniert mit einer niedrigen Prozesstemperatur. Am IEK-5 werden Silizium-Heterostruktursolarzellen (SHJ) auf ultra-dünnen Wafern entwickelt unter dem Einsatz von Lichtstreuenden Strukturen und hochtransparenten Kontaktschichten in der rückkontaktierten Konfiguration (Interdigitated Back Contact - IBC).

Um den dreidimensionalen Stromtransport in dem Bulkmaterial, in den Dünnschichten und an den Kontaktgrenzflächen genauer zu verstehen und um das Design von den strukturierten Kontakten auf der Rückseite der Solarzelle bei ultra-dünnen Wafern zu optimieren, soll im Rahmen des Masterprojekts eine dreidimensional elektrische Modellierung von Silizium-Heterostruktursolarzelle mittels eines Bauelementsimulators basierend auf der 3D Drift-Diffusions-Poisson-Theorie realisiert werden. Dafür ist eine enge Anbindung an die experimentellen Aktivitäten der SHJ Gruppe vorgesehen.

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

Institut für Energie- und Klimaforschung - Photovoltaik (IEK-5)

Abschlussart

Masterarbeit / Diplomarbeit

Branche

Forschung und Entwicklung

Anforderungen

•Gute Kenntnisse der Halbleiterphysik (Halbleiterbauelement),
•Vorkenntnisse auf dem Gebiet der Photovoltaik erwünscht
•Programmierkenntnisse sind von Vorteil aber nicht zwingend notwendig.
•Strukturierte Arbeitsweise, schnelle Auffassungsgabe.
•Spaß an Simulation und Arbeit in einem interdisziplinären Team.

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