Bor (B) ist ein Stoff, der als Dotierstoff in Materialien für Solarzellen dient. Da er während des Herstellungsprozesses mit Silizium reagiert, ist seine Anwesenheit in Solarmodulen entscheidend. Er verändert dabei seine Atomstruktur und erzeugt so Strom. Die Stromerzeugung erfolgt durch die Bewegung überschüssiger Elektronen, die bei diesem Prozess entstehen.
Wie wird Bor verwendet?
Laut Forschungsergebnissen können Silizium-basierte Halbleiter bis zu 10 % mehr Licht absorbieren, wenn ihnen nur 1 % Bor hinzugefügt wird. Dies bedeutet, dass sie in schwach beleuchteten Bereichen oder an bewölkten Tagen mit geringer Sonneneinstrahlung eine bessere Leistung erbringen.
Bor (B) trägt zur optimalen Nutzung von Solarenergie in Solarkraftwerken bei. Da es die Zerstörung organischer Stoffe wie Algen und Plankton in Seen und Ozeanen in der Nähe von Solarparks verringert, ist Bor auch ökologisch vorteilhaft. Als ökologische Bioprodukte können diese organischen Materialien durch Bor geschützt werden, das Wärme absorbiert, bevor sie an die Atmosphäre abgegeben wird.
Was ist Bor-Dotierung in Solarmodulen?
Aufgrund seiner möglichen Anwendung in Solarzellen hat die Bor-Dotierung von Silizium in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Um eine p+-Schicht zu erzeugen, wird Bor in einen p-dotierten Bereich eines Halbleitermaterials wie Silizium oder Galliumarsenid eingebracht. Durch die Zugabe von Bor wird die Bandlücke des Halbleitermaterials verringert , wodurch der Widerstand des Bauelements sinkt. Folglich wird der Stromfluss im Bauelement erhöht.
Um eine tiefe Donatorschicht zu erzeugen, kann Bor (B) auch in n-leitenden Bereichen hinzugefügt werden. Auf dieser Schicht wandeln sich eingefangene Elektronen in negativ geladene Ionen um. Diese negativen Ladungen minimieren Rekombinationsverluste, indem sie Löcher aus anderen Bauteilkomponenten ziehen.
In den letzten Jahren sind die Preise für erneuerbare Energien rasant gesunken. Die Umwelt und unser Geldbeutel profitieren enorm davon, dass Wind- und Solarenergie mittlerweile mit fossilen Brennstoffen konkurrenzfähig sind. Dennoch gibt es im Bereich der Solarzellen noch viel zu tun. Borbasierte Zellen sind eine Zellart, die in diesem Bereich Fortschritte erzielt.
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Welchen Einfluss hat Bor auf Solarzellen?
Mit Bor betriebene Solarzellen weisen einen höheren Wirkungsgrad auf als solche aus Silizium. Dies liegt daran, dass Bor schwaches Licht effizienter absorbieren kann als herkömmliche Photovoltaikmaterialien (Silizium).
Bor absorbiert Photonen besser als Silizium, da es Elektronen durch Resonanzschwingungen zwischen Atomen übertragen kann. Darüber hinaus weisen borbasierte Solarzellen einen höheren Wirkungsgrad als herkömmliche siliziumbasierte Solarzellen auf und sind daher leistungsstärker.
Der erste Schritt zur Steigerung der Effizienz einer Solarzelle besteht in der Verbesserung ihrer Materialien. Halbleiter mit großer Bandlücke sind die besten Halbleiter. Sie können große Mengen Licht in Elektronen umwandeln.
Die Bandlücke des Materials kann verändert werden, um den Wirkungsgrad von Solarzellen zu erhöhen. Die leistungsstärksten Silizium-Solarzellen erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 40 % . Durch die Verwendung von einkristallinem Silizium können diese Zellen kostengünstiger hergestellt werden.
