Anschlussprojekte | Sonderprojekte

Förderbeginn 01.01.2011

Precursoren-Methoden zur Herstellung von Silicium-basierten Materialien

Prof. Dr. Thomas F. Fässler
Technische Universität München
Lehrstuhl für Chemie - Anorganische Chemie

Prof. Dr. Susan M. Kauzlarich
University of California, Davis
Department of Chemistry


Neben der Windenergie stellt Solarstromenergie das Rückgrat nachhaltiger Energieversorgung dar. Eine photovoltaische Zelle wandelt Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um. Ein Ziel der Forschung ist hierbei, die Effizienz der heute hauptsächlich eingesetzten Siliciumsolarzelle zu steigern. Amorphes Silizium (a-Si) besitzt zurzeit den größten Marktanteil bei den Dünnschichtzellen trotz des gegenüber kristallinen Siliciums kleineren Modulwirkungsgrad von 5 % bis 7 %. Zur Steigerung der Effizienz müssen die Eigenschaften der Materialklasse weiter verbessert werden. In diesem Kontext entwickeln wir chemische Synthesestrategien zur Herstellung alternativer amorpher und nanopartikulärer Siliciumphasen und deren Variation durch die Elemente Germanium und Phosphor. In diesem Projekt werden Grundlagen-orientierte festkörperchemische Ansätze mit anwendungsorientierten materialchemischen Syntheseansätzen kombiniert.

Abschlussbericht
Im Rahmen des Projektes wurden 2011 und 2012 gemeinsame Studien an der University of California, Davis, USA durchgeführt. Während insgesamt drei Forschungsaufenthalten

• Herr Prof. Dr. Thomas Fässler vom 01.06.2011 – 31.07.2011 an der University of California, Davis, USA.
Planung eines Syntheseprotokolls zur Herstellung von Silicium- und Germanium-Nanopartikel sowie Synthese von Vorläuferverbindungen.

• Herr M.Sc. Markus Waibel vom 01.11.2011 – 01.12.2011.
Forschungsaufenthalt an der University of California, Davis, USA.
Durchführung von Experimenten in der Arbeitsgruppe von Frau Prof. S. M. Kauzlarich zur Herstellung von Silicium-Nanopartikeln

• Herr M.Sc. Thomas Henneberger vom 17.11.2012 – 23.12.2012.
Forschungsaufenthalt an der University of California, Davis, USA.
Durchführung von Experimenten in der Arbeitsgruppe von Frau Prof. S. M. Kauzlarich zur Herstellung von gemischten Silicium-Germanium-Nanopartikeln

wurde ein Syntheseprotokoll zur Herstellung von Silicium-Nanopartikeln und Partikeln, welche aus Silicium und Germanium bestehen entwickelt:

Das an der UC Davis entwickelte Verfahren zur Herstellung von Silicium-Nanopartikeln konnte erfolgreich auf die Vorläuferverbindungen K12Ge17 und K12Si17-xGe17 übertragen werden. Die hergestellten Produkte wurden mittels Absorptions- und Photolumineszenz-Spektren sowie mit Transmissionelektronenmikroskopie untersucht. Die gewonnenen Ergebnisse sind Bestandteil einer abgeschlossenen Dissertation (M. Waibel) und einer laufenden Dissertation (T. Henneberger).