SILASOL: Nieuwe Silicium Materialen voor fotovoltaïsche toepassingen.

De prijs van de huidige zonnepanelen wordt voor een groot deel nog steeds bepaald door de materiaalkost. Het nieuwe Si materiaal kan in twee categorieën ondergebracht worden: 1. Ultra-dunne silicium materialen.Twee methodes zullen in detail uitgewerkt worden binnen het SiLaSol project. De eerste technologie is de SLIM-Cut methode. Een laag die induceert induceert, bijvoorbeeld een metalen laag, wordt geplaatst op een gietblok waarna de laag wordt geactiveerd (bijvoorbeeld met een warmtebehandeling). Door de spanning zal er een barst ontstaan die zich parallel aan de oppervlakte verderzet waardoor de bovenste ~50 micron van de Si zullen gescheiden worden van de rest van de gietblok. Het SiLaSol project tracht technologische oplossingen voor dit concept te screenen om ze te implementeren en voor te bereiden voor industriële demonstratie. Het SiLaSol project beoogt ook de productie van zonnecellen en streeft naar het aanbieden van op maat gemaakte oplossingen. De tweede kristallijne dunne-filmtechnologie is de polykristallijne zonnecel, gebaseerd op de kristallisatie van amorfe Si. Het project zal focussen op een tweefasige productie van dit (~5 micron) microkristallijne Si materiaal: Eerst wordt een kiemlaag gevormd waarna de epitaxiale binding plaatsvindt. Er zal dus bijzondere aandacht besteed worden aan het begrijpen van het kristallisatieproces. Bovendien zijn extreem dunne zonnecellen zeer gevoelig voor lichtmanagement. De procesoptimalisatie van de productie van de zonnecellen zal zich focussen op het opvangen van het licht.Het modelleren zal ons begrip van het productieproces vergroten en zal ons in staat stellen het potentieel van het apparaat, dat gebaseerd is op deze nieuwe materialen, te evalueren. Het karakteriseringplatform zal ons inzicht verschaffen in de kwaliteit van de interfaces en in de eigenschappen van deze ultradunne lagen. 2. Hoog-bandgap Si materiaal. Het SiLaSol project zal ook silicium nanodraden met een diameter van een paar nanometers onderzoeken. Verschillende productiemethodes zullen bekeken worden waarbij in elke fase van het proces rekening zal gehouden worden met de specifieke problemen van fotovoltaïsche cellen. Hooggecontroleerde technologieën (DUV lithografie, droogetsen. zullen gebruikt worden om het concept te bewijzen en om de verschillende elementen van het hoog-bandgap Si zonnecelproces op te bouwen. We zullen daarbij kosteffectieve methodes ontwikkelen om alternatieve productieprocessen voor te stellen. Ab-initio berekeningen zullen uitgevoerd worden om de eigenschappen van de nanodraden als een functie van de diameter en als een functie van de interfaces te voorspellen. Het karakteriseringplatform zal de ontwikkeling van het productieproces continu ondersteunen. Van zodra het materiaal geoptimaliseerd is, zal het gebruikt worden als een proof-of-concept in de productie van zonnecellen.

Trefwoorden:Ab-initio calculations, Si wafers, Silicon, Solar cells, Photovoltaic, Si nanowires, Device modeling, Polycrystalline Si

Disciplines:Andere ingenieurswetenschappen en technologie