Solarzellen von der Rolle – Untersuchungsmethode für eine Ursache von Produktionsdefekten

von Leon Cornelius Schmidt (18, Sächsisches Landesgymnasium Sankt Afra zu Meißen)


Kategorie: Physik
Betreuer: Dr. John Fahlteich (Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP)
Wettbewerbsart: Jugend forscht

Gewonnene Preise:
  • Landessieger(Technik)
  • Sonderpreis "ZfP-Sonderpreis der DGZfP e.V." im Landeswettbewerb
  • Regionalsieger für das beste interdisziplinäre Projekt
  • Sonderpreis "ZfP-Sonderpreis der DGZfP e.V." im Regionalwettbewerb

Um flexible Solarmodule herzustellen, werden die nötigen Halbleiterschichten, auf Kunststofffolien statt auf Glas aufgebracht. Da die Folie beim Beschichten gedehnt wird und sich anschließend wieder zusammenziehen, bilden sich in dem fertigen Solarmodul mechanische Spannungen zwischen den Schichten und der Folie, die zu Schäden führen können.

In dieser Arbeit wurde ein Messverfahren für die Dehnung entwickelt, das leicht in den Beschichtungsprozess integrierbar ist. Bei diesem spannungsoptischen Verfahren wird die Dehnung anhand von Messungen an einem recht einfachen optischen Aufbau bestimmt.

Für die Entwicklung wurden die physikalischen Vorgänge der Spannungsoptik und Kontinuumsmechanik modelliert. An vier anwendungsrelevanten Folien wurden die Genauigkeit und die Fehlerquellen des Messverfahrens untersucht. An zwei Folien konnten eine Genauigkeit erreicht werden, die es erlaubt kritische Dehnungen im Beschichtungsprozess rechtzeitig zu erkennen.

Solarzellen von der Rolle – Untersuchungsmethode für eine Ursache von Produktionsdefekten