ERA-Net: Verbundprojekt: Flexible hybride Heterojunction-Nanostrukturen für opto-elektronische Anwendungen; Teilprojekt: Integration von hybriden Heterojunction-Nanostrukturen in Dünnschicht Solarzellen

In diesem Projekt sollen Forscher aus Russland, Estland und Deutschland gemeinsam neuartige heterojunction Nanostrukturen erforschen und entwickeln. Der Einsatzzweck dieser Nanostrukturen erstreckt sich von flexibler Optoelektronik bis hin zu Photovoltaik. Die hybriden Heterojunction-Nanostrukturen sollen so weit entwickelt und verstanden werden, dass eine kostengünstige und umweltfreundliche, industrielle Produktion ermöglicht wird. Das Forschungsziel dieses Projektes ist die Untersuchung und Optimierung der Hetero-Grenzflächen zwischen Dünnschicht-Silizium und einwandigen Kohlenstoff Nanoröhren (SWCNTs) oder/ und elektrisch leitfähigen Polymeren (ECPs) mit dem Ziel, den Prototypen eines flexiblen opto-elektronischen Bauelements, wie zum Beispiel einer Solarzelle, herzustellen. Dabei sollen umweltfreundliche Herstellungsprozesse und keine toxischen oder knappen Materialien verwendet werden. Der Antragsteller wird zusammen mit den Projektpartnern Bauteile mit nanostrukturier n-i-p Strukturen mit SWCNTs/Silizium und ECPs/Silizium Heteroübergängen herstellen. Die Resultate aus der Analyse der Heterojunctions sollen in die Entwicklung eines Simulationsprogrammes einfließen, welches dann in der Lage sein soll, Hybridsolarzellen zu simulieren. Dazu wird die Simulation mit einem elektro-optischen Modell starten, welches TF-Si Solarzellen in Kombination mit SWCNTs oder ECPs als transparente Elektrodenschicht beschreiben kann. Dafür ist die genaue Kenntnis der Heterojunction und der Materialparameter der involvierten Schichten nötig. Während des Projekts sollen Materialparameter in einem iterativen Feedback-Loop aus Simulation und Experiment ermittelt werden. Dies soll die Entwicklung eines innovativen Dünnschichtabsorbers in Kombination mit SWCNTs, ECPs und SWCNT:ECP Schichten ermöglichen. Die dazu hergestellten n-i-p Strukturen sollen dabei sowohl auf Glas als auch flexiblen Substraten wie Polymer- und Metallfolien untersucht werden.