Die vorliegende Arbeit präsentiert die Ergebnisse von optischen und elektrischen Simulationen amorpher und mikrokristalliner Silizium-Dünnschichtsolarzellen, welche mit Hilfe von experimentellen Hell- und Dunkelkennlinien sowie EQE-Spektren validiert werden. Durch die Implementierung von Band-zu-Band-Tunnelprozessen in die Solarzellenmodellierung wird zudem gezeigt, dass einerseits die experimentell beobachteten Halbleitereigenschaften von transparenten leitfähigen Oxiden (TCO) und andererseits die interne Verschaltung mikromorpher Tandemstrukturen simulativ abgebildet werden können. Des Weiteren werden mehrdimensionale virtuelle Strukturen präsentiert, mit denen die Simulation von Lichtstreueffekten an internen Solarzellengrenzflächen ermöglicht wird. Die 3D-Modellierung wird auf neuartige TCO-Nanosäulensubstrate übertragen, indem durchschnittliche Säulengeometrien und isotrope Wachstumseigenschaften amorpher Siliziumschichten berücksichtigt werden.
In this thesis, numerical modelling of the optical and electrical behaviour of amorphous and microcrystalline silicon thin film solar cells is presented. The results are validated by the comparison of simulated and experimental determined dark and bright current-voltage-characteristics as well as external-quantum-spectra. Furthermore, the implementation of band-to-band tunnelling processes to the solar cell standard model is presented to consider experimentally observed semiconducting properties of transparent conducting oxides (TCO) as well as the interconnection of micromorphous tandem solar cells. In addition, multi-dimensional virtual structures are presented in this thesis which enables the simulation of light-scattering effects at the internal solar cell interfaces and amorphous silicon solar cells on new TCO nanorod substrates, in which the average rod geometry and isotropic growth properties of amorphous silicon layers are considered.
Numerische Simulationen von Dünnschichtsolarzellen aus amorphem und mikrokristallinem Silizium : Modellvalidierung und Einflüsse der Substrattopographie auf die elektrischen Solarzelleneigenschaften
2012
Online-Ressource (PDF-Datei: XII, 105 S., 4,2 MB)
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