Joint Lab
Im „Gemeinsamen Labor IHP/BTU Joint Lab“, einer Forschungseinrichtung, die die BTU Cottbus und das IHP Frankfurt (Oder) gemeinsam in Cottbus betreiben, wird zu den verschiedenen Aspekten des Siliziums (Formelzeichen Si) geforscht, und zwar zu
- Silizium für die Mikroelektronik und Photovoltaik,
- zu Möglichkeiten einer zukünftigen siliziumbasierten Optoelektronik
- zur Kombination Silizium/Biologie für künftige Biochips.
Die Halbleiter-Technologie baut wesentlich auf einem detaillierten Verständnis des Materialverhaltens auf. Fortschritte in der Technologie stellen neue Anforderungen an das Material. Solche neuen Anforderungen ergeben sich derzeit besonders aus dem Einsatz von Wafern mit größerem Durchmesser in der Mikroelektronik und aus der Notwendigkeit der Verwendung kostengünstigen Silizium-Materialien in der Photovoltaik.
Die Relevanz zu Energiethemen manifestiert sich in den Arbeiten zum kristallinen Silizium für Solarzellen, dem Material, aus dem weltweit mehr als 90% aller Solarzellen gefertigt werden.
Ein Hauptziel dieser Arbeiten besteht darin, Forschungsergebnisse zu liefern, die die deutsche Photovoltaik-Industrie unterstützen, die Kosten für die Herstellung von Solarzellen weiter senken zu können bei gleichzeitiger Erhöhung des Wirkungsgrades der Solarzellen. Da das Silizium-Material den größten Kostenanteil an den Solarzellen ausmacht, ist die Silizium-Materialforschung ein wesentlicher Schlüssel für die Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der direkten Sonnenenergienutzung. Das Joint Lab arbeitet konkret an der gezielten Reduzierung der störenden Rekombinationswirkung von Kristalldefekten in verschiedenen Solar-Silizium-Materialien.
Einen weiteren Schwerpunkt bilden seit Mitte 2005 grundlagenorientierte Arbeiten für zukünftige Höchstleistungs-Solarzellen im Rahmen des BMBF-Verbundprojektes „Bandstrukturdesign: Ladungsträgertransport in siliziumbasierten Quantenstrukturen für zukünftige Höchstleistungs-Solarzellen“. Ziel dabei ist es, Grundlagen für neuartige Solarzellen zu schaffen, die aus Stapeln von kristallinem Silizium und Silizium-Oxid bestehen, und Wirkungsgrade von etwa 50% erwarten lassen.
Das Joint Lab besitzt ausgezeichnete Diagnoseverfahren für die Silizium-Materialforschung, insbesondere auch von Solar-Silizium. Dazu gehören u.a. speziell ausgerüstete Rasterelektronenmikroskope für Elektronensondendiagnostik- und Kathodolumineszenz-Untersuchungen, Photolumineszenz- und Raman-Messplätze, Messplätze für Deep Level Transient Spectroscopy (Spektroskopie tiefer Störstellen) FTIR-Spektrometer, und Präparationsmöglichkeiten.
Das Joint Lab verfügt über Mitarbeiter mit langjährigen Erfahrungen auf diesen Gebieten. Eine umfangreiche internationale Kooperation und die Organisation wichtiger internationaler Tagungen durch Mitarbeiter des Joint Lab unterstreichen die anerkannte Position der Silizium-Materialforschung. Zu einer Vielzahl von Forschungspartnern weltweit und zu Vertretern der deutschen Photovoltaikindustrie bestehen enge Kontakte.
