Indiumzinnoxid (ITO) ist ein weit verbreitetes transparentes leitfähiges Oxid (TCO), das sowohl eine hohe elektrische Leitfähigkeit als auch eine hervorragende optische Transparenz vereint. Es ist besonders wichtig in kristallinen Silizium-Solarzellen (c-Si), wo es als transparente Elektrode oder Kontaktschicht eine Schlüsselrolle bei der Verbesserung der Effizienz der Energieumwandlung spielt.
In kristallinen Silizium-Solarzellen werden ITO-Beschichtungen hauptsächlich als Frontkontaktschicht verwendet, um die erzeugten Ladungsträger zu sammeln und gleichzeitig möglichst viel Licht zur aktiven Siliziumschicht durchzulassen. Diese Technologie hat insbesondere bei hocheffizienten Zelltypen wie Heterojunction- (HJT) und Rückkontakt-Solarzellen große Aufmerksamkeit erlangt.
| Funktion | Wirkung |
|---|---|
| Elektrische Leitfähigkeit | Bietet einen Weg mit geringem Widerstand für Elektronen, um von der Zelle zum externen Schaltkreis zu gelangen. |
| Optische Transparenz | Ermöglicht eine hohe Lichtdurchlässigkeit, insbesondere im sichtbaren Spektrum, und maximiert so die Lichtmenge, die die Siliziumschicht erreicht. |
| Oberflächenpassivierung | Hilft, die Oberflächenrekombination zu reduzieren und verbessert so die Gesamteffizienz der Solarzelle. |
| Haltbarkeit und Stabilität | Verfügt über eine ausgezeichnete mechanische und chemische Stabilität und gewährleistet so die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit der Solarzellen unter Außenbedingungen. |
Vorteile der ITO-Beschichtung für kristalline Silizium-Solarzellen
Hohe Transparenz:
ITO weist eine hohe Transparenz im sichtbaren Lichtspektrum auf (etwa 85–90 %). Dadurch wird sichergestellt, dass mehr Licht von der darunterliegenden Siliziumschicht absorbiert werden kann, was die Effizienz der Energieumwandlung verbessert.
Niedriger spezifischer Widerstand:
ITO bietet eine gute elektrische Leitfähigkeit und gewährleistet so eine effiziente Elektronensammlung von der Siliziumoberfläche. Der niedrige Widerstand sorgt für minimale Leistungsverluste durch die vordere Kontaktschicht.
Chemische und mechanische Stabilität:
ITO-Beschichtungen weisen eine hervorragende Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse wie Korrosion auf und sind auch bei hohen Temperaturen und UV-Bestrahlung stabil. Dies ist entscheidend für Solaranwendungen, die rauen Außenbedingungen standhalten müssen.
Oberflächenpassivierung:
ITO kann auch dazu beitragen, die Oberfläche des Siliziums zu passivieren, wodurch die Oberflächenrekombination verringert und die Gesamtleistung der Solarzelle verbessert wird.
Veröffentlichungszeit: 29. November 2024