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Interdisziplinäres Forschungsprojekt zur Dünnschicht-Photovoltaik gestartet

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Würth Solar LogoDie Würth Solar aus Schwäbisch Hall wurde vor wenigen Wochen zum Koordinator eines interessanten Spitzencluster-Projektes des Bundesministerium für Bildung und Forschung ernannt. Am Projekt „Technologieentwicklung für die Dünnschicht-Photovoltaik“ (TEDD) sind u.a. auch die Merck KGaA, Trumpf Laser aus Schramberg, das Zentrum für Sonnenenergie- und Wassserstoff-Forschung (Stuttgart) sowie das Karlsruhe Institute of Technology beteiligt.

Karlsruhe Institute of Technology LogoRund 15 Materialwissenschaftler, Ingenieure, Chemiker und Physiker sind beteiligt. Ziele sind die Materialentwicklung und das Drucken von Cu(In, Ga)Se2-Dünnschichtsolarzellen (CIS) in Verbindung mit organischen Materialien und der Erweiterung zur Tandemsolarzelle. Ebenfalls untersucht wird die Eignung von Lasern zur Nachbehandlung der vakuumfrei aufgebrachten Absorberschicht. Mit den neuen Methoden und Materialien kann die Wirtschaftlichkeit der Solarzellen weiter verbessert werden. Gleichzeitig entstehen neue Anwendungsmöglichkeiten, zum Beispiel durch den Einsatz flexibler Substratmaterialien wie Metall- oder Kunststofffolien. Das Gesamtvolumen des Projekts beträgt 3 Mio. € mit einer Förderquote von 50 Prozent durch das BMBF.In Rahmen von TEDD werden Synergieeffekte erwartet, die sich durch das Zusammenspiel druckbarer organischer und anorganischer Absorbermaterialien und Funktionsschichten für zukünftige Generationen von Dünnschichtsolarzellen ergeben. Um eine vollständige Druckbarkeit des Solarzellenschichtverbundes zu erzielen, werden organische Funktionsschichten zur Anwendung kommen. Die Erweiterung zur Tandemsolarzelle und damit der effizienteren Ausnutzung des Sonnenlichtspektrums wird angestrebt.

Voraussetzung für das Drucken der anorganischen CIS-Absorberschicht ist die Verfügbarkeit geeigneter Materialien und die Weiterverarbeitung zu Tinten und Pasten. Die Drucktechnik eröffnet ein großes Potenzial zur Kostenreduzierung durch hohe Durchsätze und den möglichen Verzicht auf die bisherige, relativ energie- und kostenintensive Verdampfungstechnik im Vakuum. Nach wie vor erforderlich ist jedoch die thermische Nachbehandlung im Anschluss an das Aufbringen der Schicht. Als möglicher Ersatz sollen dafür neue Lasersysteme entwickelt und erprobt werden.

TEDD verfolgt mit der Verbindung aus dem Einsatz neuer Materialien, der Kombination aus Organik und Anorganik sowie vielversprechender Verfahren einen neuartigen Ansatz. Mit den beteiligten Partnern und deren jeweiligen Know-how wird die gesamte Wertschöpfungskette von der Materialentwicklung über die Beschichtungsmethoden und die einzelnen Verarbeitungsschritte zu Solarzellen und Modulen mit der Kombination von anorganischen und organischen Schichten einschließlich ihrer möglichen Vermarktung abgedeckt. Der Forschungs- als auch der Produktionsstandort Deutschland erhält damit eine nachhaltige Stärkung.

Unterstützt wird die Zusammenarbeit der Partner durch die InnovationLab GmbH in ihrer Funktion als Forschungs- und Transferplattform der Metropolregion Rhein-Neckar. Sie zeichnet außerdem für die Managementaufgaben des Spitzenclusters „Forum Organische Elektronik“ verantwortlich, dem dieses Projekt zugeordnet ist.

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