Fortschrittliches Lichtmanagement für alternative CZTSe-Dünnschichtsolarzellen

Dieses Buch unterstreicht die Bedeutung der optischen Charakterisierung als Mittel zur Erreichung hoher Wirkungsgrade in Dünnschichtsolarzellen. Die Charakterisierung des CZTSe-Zellenmaterials wurde mit zwei Ansätzen durchgeführt. Ellipsometrische Messungen wurden zur Charakterisierung dünner, flacher Schichten verwendet, während raue Schichten mithilfe eines entwickelten Modells charakterisiert wurden. Das vorgeschlagene Modell ist ein Mittel zur Schätzung des Brechungsindexes und des Absorptionskoeffizienten eines rauen Materials aus einer Reihe von Reflexions- und Transmissionsmessungen. Auf der Grundlage der charakterisierten optischen Parameter wurde ein Simulationsmodell erstellt, das zur Vorhersage des optischen Verhaltens der Zelle und zur optischen Optimierung des gesamten Stapels verwendet wurde. Die Optimierung konzentrierte sich auf die Minimierung der optischen Verluste, indem erstens die Dicke der einzelnen Schichten mit Hilfe des erstellten Simulationsmodells und zweitens die optische Leistung mit Hilfe der Antireflexionsbeschichtung (ARC) optimiert wurde. Die Reflexionswerte sanken von etwa 10 % auf Werte von nur 0,45 % bei der zentralen Wellenlänge mit einer durchschnittlichen integrierten Reflexion von nur 2 % über das gesamte interessierende Wellenlängenspektrum. Diese Verbesserungen haben zu höheren Zellwirkungsgraden mit einem zertifizierten Rekord von 9,7 % geführt.

Autorentext

Hossam Elanzeery schließt derzeit seine Promotion an der Universität Luxemburg ab. Seine Master- und Bachelor-Abschlüsse erwarb er an der Nile University, Ägypten (2014) bzw. an der University of Technology Petronas, Malaysia (2010). Seine Masterarbeit wurde am IMEC, Belgien, abgeschlossen. Hossam hat mehr als 10 Veröffentlichungen und 2 Patente im Bereich Solarzellen.