Die Dissertationsschrift beschäftigt sich mit III-V Mehrfachsolarzellen, die epitaktisch auf Silicium aufgewachsen werden. Sie erlauben eine Steigerung des Wirkungsgrades auf über 40 %, während das theoretische Limit einer Silicium Einfachsolarzelle bei 29.4 % liegt. Durch die Charakterisierung und Optimierung der einzelnen Schichten und Prozesse konnte der Wirkungsgrad der GaInP/GaAs/Si Struktur von 19.7 % auf 25.9 % erhöht werden.

In this work, plasmas produced during thin film deposition are characterized. Optical emission spectroscopy (OES) is used to extract the plasma parameters in a silane and ammonia gas mixture. The coupling of OES results with a global plasma model allowed us to calculate the different species densities. Finally, the deposited silicon nitride properties are related to the plasma characterization results.

This work investigates the transport properties of silicon-based solar cells using dedicated test structures. The transport losses are significantly reduced by tailoring the interfaces in the contact stack, taking into account the trade-off between transport and passivation. With respect to tandem solar cells, a tunneling recombination junction is developed as sub-cell interconnection, focusing on industrial feasibility with the use of a lean process sequence and exploiting synergy effects with mainstream technology.

Optical loss mechanisms of solar reflectors directly impact the performance of concentrating solar collectors for solar thermal power plants and process heat applications. This thesis presents measurement methods, experimental results and advanced physical models. Results are shown for glass-, polymer- and aluminum-based reflector materials and soiling. Shape and slope of reflectors for parabolic trough and linear Fresnel collectors are assessed.

Im Rahmen dieser Arbeit werden die strömungs- und reaktionsrelevanten Prozesse in einem nasschemischen Prozessbecken detailliert analysiert und so ein tiefes Verständnis der Vorgänge im Becken erarbeitet. Hierbei ist besonders wichtig, das gesamte System zu verstehen und herauszuarbeiten, welche Phänomene und Bauteile Inhomogenitäten auf der Waferoberfläche hervorrufen und wie diese zu beeinflussen sind.

Mehrfachsolarzellen können Sonnenlicht verlustfreier in elektrische Energie umwandeln als Einfachsolarzellen. Ihre in Serie geschalteten Teilzellen reagieren jedoch sensitiver auf spektrale Variationen der Einstrahlung. Die dadurch hervorgerufene leistungsverringernde Strombegrenzung kann insbesondere bei hocheffizienten Solarzellen durch den Effekt der Lumineszenzkopplung abgeschwächt werden. Die spektrale Variabilität eines Sonnensimulators wurde genutzt, um erstmalig den Anteil der Lumineszenzkopplung am gemessenen Kurzschlussstrom in der Kalibrierung einer Mehrfachsolarzelle zu bestimmen. Dieser und weitere Effekte wurden in dieser Arbeit untersucht und daraus Routinen abgeleitet, die dazu beitragen den Wirkungsgrad von Mehrfachsolarzellen in Zukunft akkurater bestimmen zu können.