Einem internationalen Forscherteam mit Schweizer Beteiligung ist es gelungen, die Produktionsschritte für Silizium-Solarzellen zu vereinfachen. Mit weniger Herstellungsschritten kann so die Energieumwandlungs-effizienz markant gesteigert werden.
Die Mehrheit der heutigen Solarzellen beruht auf kristallinem Silizium (siehe Herstellung im Film unten). Um dessen elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen, wird es üblicherweise in einem aufwendigen Prozess mit fremden Atomen versetzt, quasi «gedopt». Dadurch erreichen diese Solarzellen eine Energieumwandlungseffizienz von teils über 20 Prozent.
Ohne dieses Doping bleibt die Effizienz von Silizium-Solarzellen bei unter 14 Prozent. Nun lässt sich das aufwendige Verfahren durch eine neue Materialkomposition umgehen. In Zusammenarbeit mit australischen Kollegen ist Forschenden der EPFL in Neuenburg die Herstellung der Solarzelle in nur sieben Schritten gelungen. Dabei erreicht die neue Zelle eine Energieumwandlungseffizienz von nahezu 20 Prozent, wie die ETH Lausanne (EPFL) mitteilte.
Das Kernelement der neuen Solarzelle entstand am Fotovoltaiklabor der EPFL in Neuenburg (Bild rechts) unter der Leitung von Christophe Ballif. Die neue Zelle besteht aus einem kristallinen Silizium-Kern, beschichtet mit ungedoptem, amorphem Silizium. Auf der Sonnen-zugewandten Seite überzogen die Wissenschaftler das Silzium mit einer hauchdünnen Schicht aus Molybdänoxid, die Rückseite mit Lithiumfluorid. Diese Schichten erfüllen die Funktion der sonst beim Doping eingefügten Fremdatome. Die Forschenden testen, ob auch noch weitere Materialien die Effizienz der Zelle erhöhen könnten.