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FP7

ENERGOSIL Ergebnis in Kürze

Project ID: 300501
Gefördert unter: FP7-PEOPLE
Land: Vereinigtes Königreich

Schwarzes Silizium für Solarenergieanwendungen %L%L

Silizium-Solarzellen werden in der Solartechnik am häufigsten eingesetzt. Die Verbesserung ihrer Effizienz kann den Übergang weg von klimaverändernden fossilen Brennstoffen beschleunigen.  
Schwarzes Silizium für Solarenergieanwendungen %L%L
Photovoltaik (PV) Zellen haben niedrige Instandhaltungskosten, keine beweglichen Teile, arbeiten in der Nähe der Umgebungstemperatur und ermöglichen Energieerzeugung in jedem Maßstab. Da silizium-basierte Solarzellen nicht toxisch, effizient und extrem robust sind, basiert die überwiegende Mehrheit der kommerziellen PV-Modulproduktion auf Silizium.

Solarzellenwirkungsgrade können durch Absorption einer größeren Menge einfallender Photonen verbessert werden, um mehr Photoladungsträger erzeugen und / oder mehr Photoladungsträger zu sammeln, um einen höheren Strom zu erzeugen. Der Einsatz von Oberflächen-Nanostrukturen ermöglicht die Erfassung von mehr Licht aufgrund ihres großen Verhältnisses zwischen Oberflächen und Volumen und Quanten-Confinement-Effekte.

Das ENERGOSIL-Projekt (Silicon films on metals for energy applications) arbeitete daran, neue Silizium-Oberflächenbehandlungsmethoden zu entdecken, um die Effizienz der Solarenergieernte zu erhöhen.  Nano-Mikro-Architekturen mit Silizium-Oberfläche wurden erfolgreich geschaffen, die etwa 99% des einfallenden Lichts absorbieren.

Durch Entwicklung der Reflexions- und Brechungseigenschaften von Solarzellenoberflächen kann Licht innerhalb des aktiven Bereichs effektiver eingefangen werden. Ein besserer Photoneneinfang ermöglicht physikalisch dünne aber optisch dicke aktive Schichten in den Solarzellen, was nicht nur die Verarbeitungskosten und Materialmenge reduziert sondern auch die elektrischen Verluste während des Photoladungstransports verringert.

Das Team untersuchte die Elektrochemie von geschmolzenen Salzen und ionischen Flüssigkeiten. Es entwickelte neue Technologien, die nicht nur für PV-Zellen vielversprechend sind sondern auch für die Herstellung von chemischen Sensoren und Wasserstoff-Photo-Generatoren.

Das Verfahren basiert auf dem FFC-Cambridge Prozess, bei dem eine Siliziumscheibe mit einer Oberflächenschicht aus Oxid einem kathodischen Potential ausgesetzt ist. Dies bewirkt, dass der Sauerstoff in dem Oxid ionisiert und sich im Salz auflöst, um eine Matrix aus Siliziumnadeln hinter sich zu lassen. Dies erzeugt eine schwarze Oberfläche, der bis zu 99% des einfallenden Lichts über einen weiten Bereich von Wellenlängen absorbieren kann.

ENERGOSIL erstellte unverwechselbare Oberflächenarchitekturen, die für die Herstellung von effizienten Wärme-konzentrierenden der Solarenergievorrichtungen angewendet werden könnten. Die Ergebnisse wurden veröffentlicht und patentiert. Das Unternehmen BlackSilicon Ltd wurde gegründet, um die Technologie weiter zu entwickeln.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Silizium, Solarenergie, Solarzelle, Photovoltaik, Nanostruktur, Quanten-Confinement, FFC-Cambridge-Prozess  
Datensatznummer: 188595 / Zuletzt geändert am: 2016-09-19
Bereich: Energie