Siliciumcarbid
Lexikon der Photovoltaik-Begriffe
Siliciumcarbid (SiC) ist ein Kohlenstoff-Silizium-Halbleiter, der in Solarzellen und zur Herstellung von Transistoren in hocheffizienten Wechselrichtern (Effizienz-Weltrekord 2008 und 2009 auf Basis von Siliciumcarbid im Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE) – eingesetzt werden kann.
Am Forschungszentrum Jülich für Energie- und Klimaforschung IEK wurde mikrokristallines Siliciumcarbid speziell für die Verwendung in Dünnschichtmodulen entwickelt und erprobt. Hergestellt werden die nur 10 bis 60 Nanometer (1 Nanometer = 1 Millionstel Millimeter) dünnen Siliciumcarbid-Schichten mit Hilfe eines glühenden Drahts (“Hot-Wire-Technologie”) in einer Hitzekammer, in der gasförmiges Monomethyl-Silan zersetzt wird.
Eigenschaften von Siliciumcarbid
Vorteile der Herstellung von Dünnschichtmodulen, die eine Fensterschicht aus Siliciumcarbid tragen, sind:
- Das Material ist hochtransparent für Sonnenlicht,
- Siliciumcarbid ist trotz der minimalen Schichtdicke von ausgezeichneter Stabilität,
- SiC verfügt als Halbleiter über hervorragende Leitereigenschaften; Ladungsträger in Siliciumcarbid-Schichten sind besonders beweglich,
- der Effizienzgrad des Materials lag schon in ersten Versuchen bei knapp 10%, die Experten des IEK erwarten durch Prozessoptimierung (eine Versuchsreihe in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik in Braunschweig IST läuft) besonders durch Dotierung mit Trimethyl-Aluminium (ein Aluminiumalkyl) eine hohe Steigerung dieses Effizienzwertes,
- nicht zuletzt ermöglicht der geringe Materialverbrauch in Dünnschicht-Modulen eine attraktive Preisgestaltung, sobald erst einmal eine Massenfertigung möglich ist.
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