Light-to-Silicon

Der Forschungsschwerpunkt der Nachwuchsgruppe „Light-to-Silicon“ ist es, das neue Gebiet des Photonenmanagements für Solarzellen der dritten Generation zu bearbeiten und theoretisch weiterzuentwickeln. Dabei soll das einfallende Licht so verändert werden, dass es in den für Solarzellen nutzbaren Energiebereich verschoben wird. Diese Lichtmanipulation wird ausschließlich durch Materialien erzeugt, die die eigentliche Solarzelle im Modul umgeben. Auf diese Weise ist eine Steigerung des Wirkungsgrades von Solarmodulen möglich, ohne die eigentliche Solarzelle zu modifizieren.

Es wird dabei zwischen up- und down-conversion Prozessen unterschieden:

• Das down-conversion Deckglas wandelt ein einfallendes ultraviolettes (UV) Photon in zwei oder mehrere Photonen einer Wellenlänge um, die effizienter von der  Solarzelle absorbiert werden und so effizienter in elektrische Energie umgewandelt werden können.
• In der up-conversion Schicht auf der Rückseite können jeweils zwei oder mehrere, vom Deckglas und der Solarzelle nicht absorbierte Photonen aus dem infraroten (IR) Spektralbereich nach sequentieller Absorption zu einem sichtbaren (VIS) Photon umgewandelt werden, das daraufhin von der Solarzelle absorbiert werden kann.

Ziel ist es, fluoreszierende Glaskeramiken durch geeignete Wahl des Aktivators (Seltene Erden) für Photonen up- und down-conversion Anwendungen anzupassen. Die Glaskeramiken sind im sichtbaren Spektralbereich optisch transparent und daher ideal geeignete Schichten für die up- und/oder down-conversion.