Eine Heterojunction bezeichnet in der Photovoltaik den Übergang zwischen zwei unterschiedlichen Halbleitermaterialien innerhalb einer Solarzelle. Im Gegensatz zur Homöoübergang, bei dem beide Materialien identisch sind, ermöglicht die Heterojunction eine gezielte Steuerung der elektronischen Eigenschaften an der Grenzfläche.

Funktionsweise:

In einer Heterojunction-Solarzelle wird typischerweise ein kristalliner Silizium-Wafer mit einer dünnen Schicht aus amorphem Silizium oder einem anderen Halbleitermaterial kombiniert. Diese Kombination führt zu einer verbesserten Ladungsträgertrennung und -transport, da die unterschiedlichen Bandabstände der Materialien ein elektrisches Feld an der Grenzfläche erzeugen. Dieses Feld bewirkt, dass die erzeugten Elektronen und Löcher effizienter voneinander getrennt und zu den entsprechenden Kontakten geleitet werden.

Vorteile von Heterojunction-Solarzellen:

• Höhere Effizienz: Durch die optimierte Ladungsträgertrennung und -transport können Heterojunction-Solarzellen höhere Wirkungsgrade erreichen als herkömmliche Solarzellen.
• Geringere Herstellungskosten: Die Verwendung dünner Schichten reduziert den Materialverbrauch und vereinfacht die Herstellungsprozesse.
• Bessere Leistungsfähigkeit bei niedrigeren Temperaturen: Heterojunction-Solarzellen zeigen eine geringere Temperaturabhängigkeit der Leistung, was sie für bestimmte Anwendungen, wie beispielsweise in kalten Regionen, attraktiv macht.
• Geringere Lichteinwirkung: Heterojunction-Solarzellen sind weniger anfällig für Lichtinduzierte Degradation (LID) und Potentialinduzierte Degradation (PID), wodurch ihre Lebensdauer verlängert wird.

Anwendungen:

Heterojunction-Solarzellen finden zunehmend Anwendung in der Photovoltaik, insbesondere in Bereichen, in denen hohe Effizienz und lange Lebensdauer gefragt sind. Sie werden sowohl in monokristallinen als auch in polykristallinen Solarmodulen eingesetzt.

Relevante Stichworte: Photovoltaik, Solarzelle, Halbleiter, Bandabstand, Wirkungsgrad, Silizium