Die Herstellung photovoltaischer Solarzellen mit der Mikrowelle ist möglich. Das Video von Dr. Semiconductor zeigt, dass Solarzellen zu Hause mit einem Mikrowellenherd hergestellt werden können und dass Siliziumzellen, so komplex sie auch wirken mögen, eigentlich einfache Strukturen besitzen.
Das Material kann im Internet gekauft werden. Um auf der im Internet erhältlichen blanken Siliziumscheibe eine phosphorreiche Schicht zu erzeugen, wird folgende Mischung angesetzt: – 1 mL Tetraethylorthosilikat (TEOS) – 0,3 mL 85 %ige Phosphorsäure – 5 mL Ethanol – 0,25 mL destilliertes Wasser
Die Mischung wird 30 Minuten bei schwacher Hitze gekocht. Anschließend wird die vorbereitete Mischung mithilfe einer rotierenden Plattform wie einem PC-Lüfter auf das zugeschnittene Siliziumquadrat aufgetragen. Das Silizium wird eine halbe Stunde gebacken. Das beschichtete Silizium wird im Mikrowellenherd bei unter 50 % Leistung gebacken; da diese Öfen sehr heiß werden, wird darauf geachtet, dass es nicht schmilzt.
Es entsteht eine dünne Glasschicht. Die dünne Glasschicht, die sich rund um die gebackene Zelle gebildet hat, wird abgeschliffen oder geätzt; anschließend werden auf die P-Typ-Seite Gallium-Indium- und auf die phosphordotierte Seite Indiumkontakte gesetzt. Die Zelle erreichte einen Wirkungsgrad von etwa 5 %. Reinraumbedingungen könnten den Wirkungsgrad steigern. Auch eine Antireflexionsbeschichtung könnte einen Beitrag leisten. Mit einem besseren Kontakt lässt sich der Wirkungsgrad erhöhen. Das vollständige Rezept wurde auch in einem Blogbeitrag veröffentlicht.
Warum das wichtig ist
Dass das Rezept ohne Reinraum auskommt und zu Hause mit über das Internet erhältlichen Materialien umgesetzt werden kann, zeigt, dass die Herstellung von Fotovoltaikzellen bis in den Hobbybereich herabreichen kann. In dieser Hinsicht bietet das Projekt Elektronikbegeisterten und jenen, die die Halbleitertechnologie praktisch kennenlernen möchten, ein Experimentierfeld. Der erzielte Wirkungsgrad von etwa 5 % beweist zwar, dass die Zelle Strom erzeugt, lässt aber die Frage offen, ob sich mit dieser Methode eine brauchbare Energiequelle gewinnen lässt. Inwieweit die zur Steigerung des Wirkungsgrads aufgeführten Verbesserungen unter häuslichen Bedingungen umgesetzt werden können, bleibt ebenfalls außerhalb des Rahmens des Rezepts. Die Schritte, die von der Zubereitung der chemischen Mischung bis zum starken Aufheizen des Ofens Aufmerksamkeit erfordern, erinnern daran, dass das einfach wirkende Rezept dennoch Sorgfalt und grundlegende Materialkenntnisse verlangt.