Photovoltaik

Dicke, Zusammensetzung und Eigenschaften von Solarzellen

Ursprünglich wurde die Photovoltaik (PV oder Solarzelle) in den 1960er Jahren entwickelt, um Satelliten in der Erdumlaufbahn mit Strom zu versorgen. Heute wird sie hauptsächlich für die netzgebundene Stromerzeugung eingesetzt. In der Regel sind die Solarzellen in Photovoltaik-Module verpackt und werden oft zu mehreren Solarzellen-Arrays zusammengeschaltet, um die Sonnenenergie direkt in Strom umzuwandeln. Der Begriff Photovoltaik bezeichnet den unvoreingenommenen Betriebsmodus einer Photodiode, bei dem der Strom durch das Gerät ausschließlich auf die absorbierte Lichtenergie zurückzuführen ist.

Das bei weitem am meisten verbreitete Material für Solarzellen ist kristallines Silizium. Cadmiumtellurid (CdTe), Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS) und amorphes Silizium (A-Si) sind drei Dünnschicht-Technologien, die häufig für die photovoltaische Solarstromerzeugung im Freien verwendet werden. Darüber hinaus gibt es weitere Photovoltaik-Technologien, die von lichtabsorbierenden Farbstoffen (DSSC) bis hin zu organischen/polymeren und Silizium-Dünnschichten reichen.

Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) wird typischerweise zur Messung der Dicke und Zusammensetzung metallhaltiger Dünnschichten im Rahmen der Produktionsprozesskontrolle eingesetzt. Röntgendiffraktion (XRD) und Röntgenreflektometrie (XRR) werden in Forschung und Entwicklung zur physikalischen Charakterisierung von Schichteigenschaften wie Rauheit, Dichte, Porosität und Kristallstruktur eingesetzt.