Ein großer Bereich der Halbleiterphysik wird von der Photovoltaik dominiert. Der durch Solarzellen erzeugte Strom deckt in vielen Haushalten den täglichen Energiebedarf ab. Ein Institut, das an Solarzellen forscht und diese entwickelt, ist das PVcomB des Helmholtz Zentrums.

Im Zuge des weltweiten Bevölkerungswachstums, fortschreitender Industrialisierung und einem veränderten Lebensstil der Menschen, ist ein Ansteigen des Energiebedarfs unvermeidbar. Die bisherige Energiegewinnung beschränkte sich hauptsächlich auf fossile Energiequellen. Da diese zur Umweltbelastung beitragen wird nach alternativen Methoden gesucht. Vielversprechend sind dabei regenerative Energiequellen, weshalb sie auf dem Markt eine große Rolle auf spielen. Die Photovoltaik zählt hierbei zu den Wachstumsbrachen.

Das Pflichtpraktikum absolvierte ich am Helmholtz-Zentrum für Dünnschicht und Nanotechnologie für Photovoltaik. Es ist ein weltweit bekanntes Institut, welches sich vorwiegend mit zwei Solarzelltypen beschäftigt: CIGSe- (Kupfer-Indium-Gallium-Selen) und Silizium Solarzellen. Dieser Bereich ist aufgrund der aktuellen Energie-Problematik von besonderen Interesse für mich, weshalb ich das Praktikum im Institut als äußerst lehrreich empfand.

Innerhalb dieser drei Monate wurde ich in die sogenannte CIGSe Gruppe eingeführt, welche eine spezielle Art der Dünnschichtsolarzellen darstellt. Die Elemente des Absorbers sind Kupfer-Indium-Gallium und Diselenid.

Inhalt des Praktikums

In den ersten Tagen meines Praktikums habe ich mich mit dem Aufbau der Zelle vertraut gemacht. Dabei habe ich verschiedene Mitarbeiter bei ihrer Arbeit begleitet, um die Herstellung des Absorbers mitzuverfolgen. Weiterhin habe ich die notwendigen Kenntnisse zur Messung der Strom-Spannungskennlinie sowie der Kapazitäts-Spannungsmessung mitnehmen können. Zusätzlich wurde mir die Möglichkeit geboten alleine und selbstständig Proben zu messen, um mich mit den Gerätschaften vertraut zu machen und gewonnene Kenntnisse aus dem Modul Halbleiterphysik in praktische Erfahrungen umzusetzen. Anhand der Messungen wurden Rückschlüsse auf die Eigenschaften der Solarzelle geschlossen. Weiterhin wurden mir verschiedene Verfahren vorgestellt, mit denen die Struktur und die Zusammensetzung einer Solarzelle bestimmt werden können. Zu diesen Methoden zählen die Raman-Spektroskopie, die Photoluminizenzmessung und die Glimmentladungsspektroskopie.

Ein Praktikum am PVcomB ist für Umweltunterstützer, die ihre Neigung zum Beruf machen wollen, sehr empfehlenswert.

Abbildung 1: Koverdampfungsanlage zur Herstellung der Absorberschicht (CIGS)
Abbildung 2: Aufgetragene Absorberschichten