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Achim Kimmerle

Kurzvita

Achim Kimmerle wurde am 1. November 1983 in Tettnang geboren und legte am Rupert-Ness-Gymnasium Wangen sein Abitur ab. Während seines Physikstudiums an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und an der Universidad de Sevilla konnte er über mehrere Beschäftigungen als Hilfswissenschaftler beim Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg Erfahrung im Bereich der Photovoltaik sammeln. Im Jahr 2011 schloss er dann auch dort das Studium mit einer Diplomarbeit über die Entwicklung und Charakterisierung von Emittern für industriell erzeugte kristalline Hocheffizienzsolarzellen unter Betreuung von Prof. R. Eicke Weber sehr gut ab. Danach arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter weiterhin an der Entwicklung und Optimierung solcher hochdotierter Bereiche. Nach einer zweimonatigen Pause aufgrund der Geburt seines Sohnes am 1. August 2011 kehrte er zum Fraunhofer ISE zurück um sein Promotionsvorhaben zu beginnen.

Kurzbeschreibung des Promotionsvorhabens „Entwicklung und Charakterisierung von rückseitig sammelnden und lokal kontaktierten Solarzellen mit Aluminium Emitter“

Für eine weitere Kostensenkung in der Photovoltaik wird die Übertragung hocheffizienter Solarzellenkonzepte in die industrielle Produktion angestrebt bei gleichzeitigem Einsatz neuartiger, kostengünstiger Modultechnologien. Zur Vermeidung optischer Abschattungsverluste durch die vorderseitige Metallisierung und zur Vereinfachung der Modulverschaltung eignen sich rückseitig kontaktierte Solarzellen. Die höchsten Wirkungsgrade industriell hergestellter Solarzellen werden dabei gegenwärtig mit Zellkonzepten erzielt, bei denen sowohl die hochdotierten Bereiche als auch die Metallkontakte in kammartigen ineinandergreifenden Strukturen auf der Rückseite angeordnet sind. Auf großflächigen Zellen müssen die Metallfinger auf der Zellrückseite länger dimensioniert werden. Die daraus resultierenden elektrischen Verluste verringern den Wirkungsgrad der Solarzelle. Ein neues Rückseitendesign für rückseitig sammelnde und kontaktierte Solarzellen stellt daher eine Möglichkeit dar, den Wirkungsgrad großflächiger Solarzellen zu erhöhen.

Innerhalb des Promotionsvorhabens soll eine rückseitig sammelnde und lokal kontaktierte Solarzelle unter ausschließlichem Einsatz industriell einsetzbarer Technologien entwickelt werden. Der laterale Stromfluss kann dabei größtenteils im Modul kostengünstig realisiert werden, wodurch die Solarzelle weniger Metall benötigt und die Zellfläche prinzipiell beliebig vergrößert werden kann, um die Produktivität zu erhöhen. Zur weiteren Optimierung dieser lokalen Strukturen auf der Solarzellenrückseite, sollen analytische Modelle entwickelt und diese mit numerischen Simulationen und Messungen an Proben verifiziert werden. Sowohl die Erzeugung der lokalen Emitterdotierung als auch deren Kontaktierung soll bei den zu entwickelnden Solarzellen mithilfe von Aluminium und möglichst unter Einsatz der kostengünstigen Siebdrucktechnologie erfolgen.