Abstract | Keywords | Export | Availability | Bookmark

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

In deze thesis wordt de ontwikkeling beschreven van een germanium zonnecel. De belangrijkste beoogde toepassing is in een multi-klem (> 2) mechanisch gestapelde hoogefficiënte multi-junctie zonnecel toepasbaar voor energievoorziening van satellieten of in aardse concentratiesystemen. Simulatie toont aan dat de germanium zonnecel in deze specifieke toepassing een rendement van 4 tot 4.5 procent kan leveren (AM0, 1 zon). De 2-junctie germanium zonnecel een interessant alternatief concept onderzocht in deze thesis, waarbij de helft van de stroom wordt gegenereerd maar meer dan twee keer de spanning in vergelijking met een 1-junctie cel. Dit is vooral voordelig wanneer de cel wordt toegepast in een concentratiesysteem. De ontwikkeling van de 1-junctie germanium zonnecel is uitgevoerd door een gedetailleerde studie naar drie onderwerpen, namelijk emittervorming, oppervlaktepassivatie en realisatie van voor- en achterzijde contacten. Toepassing van de ontwikkelde processen heeft voor een vrijstaande zonnecel geleid tot een rendement van wereldniveau van 7.8 procent onder het AM1.5G spectrum. Voor de ontwikkeling van de 2-junctie zonnecel zijn twee methoden uitgewerkt voor de depositie van hoge kwaliteit germanium pn-juncties. In this thesis the development of germanium solar cells is described. The main anticipated application is as a bottom cell in a multi-terminal (> 2) mechanically stacked high-efficiency multi-junction solar cell suitable for generation of electricity in satellites or in terrestrial concentration systems. Simulation shows that for this specific application the germanium solar cell can reach an energy conversion efficiency of 4 to 4.5 percent (AM0, 1 sun). An interesting alternative concept studied is the dual-junction cell, where compared to a single-junction cell half the current but more than twice the voltage is generated, which will be especially beneficial for application in concentration systems. The development of the germanium single-junction solar cell has been focused on three subjects, namely emitter formation, surface passivation and contact formation. Application of the developed optimised processes has resulted in a world-class AM1.5G energy conversion efficiency of 7.8 percent for a freestanding solar cell. For application in the dual-junction germanium solar cell two deposition techniques have been developed to realise high quality germanium p-n junctions. Hoogefficiënte dunne germanium zonnecellen voor mechanisch gestapelde fotovoltaïsche cellen. De ontwikkeling van zonnecellen is over het algemeen gericht op twee aspecten, namelijk kostvermindering en verhoging van het rendement van de energieopwekking. Het meest gebruikte type zonnecel voor toepassing op aarde is de silicium zonnecel. Een andere belangrijke groep zonnecellen zijn de multi-junctie hoogrendement zonnecellen, waarbij III-V materialen worden gecombineerd met germanium. Deze laatste groep is vooral geschikt voor energieopwekking in satellieten en in aardse concentratiesystemen. In dit doctoraatsonderzoek is een vrijstaande germanium zonnecel ontwikkeld. Dit type zonnecel kan in eerste plaats worden gebruikt in hoogefficiënte multi-junctie zonnecellen voor verschillende toepassingen. Deze hoogefficiënte zonnecellen, met een rendement van meer dan 30 procent, worden gerealiseerd door meerdere (sub)cellen monolithisch of in dit geval mechanisch boven elkaar te stapelen. De germanium zonnecel is in deze toepassing de onderste cel (bodemcel) die wordt gecombineerd met een bovenliggende cel bestaande uit de halfgeleidermaterialen InGaP en GaAs. Verder is de ontwikkelde germanium zonnecel zeer geschikt voor toepassing in zogenaamde thermo-fotovoltaïsche systemen, waar warmtestraling in plaats van zonlicht wordt gebruikt als bron voor de opwekking van elektriciteit. De ontwikkeling van de germanium zonnecel is uitgevoerd door een detailstudie naar de vorming van de pn-junctie, oppervlaktepassivatie en vorming van voor en achterzijdecontacten. Door de optimalisatie van deze verschillende onderdelen is een germanium zonnecel gerealiseerd met een record rendement van 7.8 procent (onder het AM1.5G spectrum).

621.383.5 <043> --- Academic collection --- 621.383.5 <043> Barrier-layer photocells. Photovoltaic cells. Photodiodes. Phototransistors--Dissertaties --- Barrier-layer photocells. Photovoltaic cells. Photodiodes. Phototransistors--Dissertaties --- Theses