Das Projekt "PLASSOL: high power plasma for deposition of thin Si absorber layers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von International Solar Energy Research Center Konstanz e.V. durchgeführt. Das Projekt hat zum Ziel mit Hochleistungsplasmaverfahren große Flächen mit hohen Aufnahmeraten zu beschichten und dadurch die Herstellungskosten von photovoltaisch tauglichen Ci-Schichten erheblich zu senken. Ausgehend von DC-Plasmaverfahren wurde die Mikrowellenplasmatechnologie bei einer Frequenz von 915MHz zu einer resonanten Anordnung eingesetzt. Für genügend hohe Plasmaenergiedichten können solaraktive Si-Schichten auch an Si-Pulver als Rohmaterial anstatt SiH4 erzeugt werden. Schichten bis zu einer Dichte von my und einer Fläche von 20x20cm2 mit Defektdichten kleiner als 1017/cm3 und einer opt. Bandfläche von ca. 1.7eV konnten so mit Abscheideraten von 25-100nm/s erzeugt werden und so die Leistungsfähigkeit der Technologie demonstriert werden.
Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH in der Helmholtz-Gemeinschaft, Institut für Technische Chemie durchgeführt. Es soll ein neues in-situ-Sanierungsverfahren für CKW-kontaminierte Aquifere auf der Basis von nanoskaligen, oberflächenmodifizierten Fe(0)-Kolloiden und einer darauf abgestimmten lnjektionstechnik entwickelt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Pump&Treat-Maßnahmen oder Reaktiven Wänden ist bei einer Partikelinjektion ein erheblich geringerer finanzieller Aufwand zu erwarten. FZK-Arbeitsgebiet: Optimierung der Synthese der Eisenkolloide hinsichtlich der Suspensionsstabilität und der Oberflächenmodifizierung mit biologisch abbaubaren Tensiden. Charakterisierung der Kinetik und des Wirkungsgrades der CKW-Reduktion. Durchführung von Säulenversuchen zur Charakterisierung des Partikeltransports im Sediment, insbesondere hinsichtlich Partikeltransport und Depositionsrate. VEGAS-Arbeitsgebiet: Entwicklung eines Verfahrens zum gleichmäßigen Verteilung der Kolloide im Grundwasserleiter. Die optimierten Eisenkolloide in Kombination mit einem geeigneten lnjektionsverfahren sowie die Kenntnisse über die Deposition und Mobilisierung der Partikel im Aquifer sollen die definierte Basis zur Durchführung von Sanierungen im Pilotmaßstab an geeigneten Feldstandorten liefern.
Das Projekt "Lokale Effekte im DWR-Kern infolge von Zinkborat-Ablagerungen nach KMV" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, AREVA-Stiftungsprofessur für Bildgebende Messverfahren für die Energie- und Verfahrenstechnik durchgeführt. Im Falle einer Leckage im Primärkreislauf eines Druckwasserreaktors (sog. Kühlmittelverlust-Störfall KMV) gelangen große Mengen des borsäurehaltigen Kühlmittels in das Containment des Kernkraftwerks. Hierbei kann es bei den verschiedenen feuerverzinkten Einbauten zur Zinkkorrosion unter Bildung wasserlöslicher Zinkborate kommen. Beim Management eines solchen Störfalles käme es nach der Schnellabschaltung des Reaktors und dem Anlaufen verschiedener Notkühlsysteme nach einigen Stunden zum sogenannten Sumpfumwälzbetrieb, einer Situation, bei der diese wässrigen Lösungen im Containment zur weiteren Aufrechterhaltung der Kernkühlung wieder mit in den Primärkreislauf zurückgepumpt werden. Da die Wasserlöslichkeit der gebildeten Zinkborate bei höheren Temperaturen abnimmt, besteht hierbei nun die Möglichkeit, dass diese dann an Heißstellen der Kernbereiche aus den Kühlmittellösungen ausfallen und sich unter Umständen schichtbildend dort ablagern könnten, was zu Beeinträchtigungen der weiteren Kernkühlung in dieser Spätphase eines KMV führen könnte. Zielstellung: Eine Hauptaufgabe des Vorhabens ist es, die Vorgänge, welche sich im Falle eines KMV (Druckwasserreaktor) hinsichtlich der Zinkkorrosion im Containment sowie der später möglichen Zinkboratabscheidung an Heißstellen im Kernbereich ablaufen, im kleinen Maßstab (Laboranlage) unter störfallnahen Randbedingungen nachzubilden. Dabei sollen besonders die hierbei stattfindenden chemischen und physikalischen Vorgänge im Einzelnen untersucht werden. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sollen dabei helfen, das Risikopotential einer solchen Beeinträchtigung der Kernkühlung in der Spätphase eines KMV besser einschätzen zu können und ggf. auch geeignete Strategien und Konzepte zu entwickeln, wie solche potentiellen Risiken zu vermeiden sind. Analoge Versuche im größeren, halbtechnischen Maßstab mit den zugehörigen Untersuchungen und Auswertungen werden beim Projektpartner Hochschule Zittau-Görlitz durchgeführt.
Das Projekt "Toxische Wirkung von Nanopartikeln aus Biomassenverbrennung II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut durchgeführt. Im Folgevorhaben soll der Einfluss von bei der Verbrennung von nachwachsenden Rohstoffen in Kleinfeuerungsanlagen entstehenden Feinstaubs bei dessen Inhalation untersucht werden. Der Hauptaspekt liegt auf dem Zusammenhang zwischen Brenngut (Stückholz/Holzpellets), chemischer Zusammensetzung des Staubs und dessen Toxizität unter Berücksichtigung des Betriebszustands. der Atemwege zurückgehalten zu werden, soll deren Wirkung auf humane Lungenepithelzellen untersucht werden. Hierzu wird ein Expositionssystem verwendet, welches als in-vitro-Modellsystem die Situation in den Alveolen nachbildet, indem es Zellkultursysteme an der Gas-Flüssigkeits-Grenze dem Abgas aussetzt. Das erste Projekt ergab die Notwendigkeit einer erhöhten Abscheiderate, um die Wirkung auf die biochemischen Reaktionen der Zellen im Vergleich zu unbegasten Zellen und Positivkontrollen (submers mit amorphem Kohlenstoff belastete Zellen) eindeutiger identifizieren zu können. Zur besseren Übertragbarkeit ins in-vivo-Modell soll in Erweiterung zum ersten Projekt zusätzlich zur A549 Zelllinie eine Zweite (z.B. NCI-H226, NCI-H460) zum Einsatz kommen. Für eine realitätsnahe Abbildung ist eine Ko-Kultur mit humanen Makrophagen eingeplant. Weiterhin soll untersucht werden, wo sich der Feinstaub nach der Exposition aus der Gasphase auf den Zellen anlagert und ob ein Durchdringen der Zellmembran möglich ist.
Das Projekt "Teilprojekt: Generatorentwicklung 40. 68 MHz für Plasma-Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hüttinger Elektronik GmbH + Co. KG durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens der Hüttinger Elektronik ist die Entwicklung des Demonstrators eines Plasma-Generators mit einer Arbeitsfrequenz von 40,68 MHz bei einer Ausgangsleistung von 6 kW. Der Generator soll eine störungsfreie Betriebsdauer von mindestens 17 000 Stunden und einen Wirkungsgrad deutlich über 50 Prozent erreichen. Mit diesen Kenndaten würde der Generator eine Alleinstellung auf dem Markt einnehmen und die Anforderungen des neuen Plasmabeschichtungsprozesses für Dünnschicht-Photovoltaikzellen hinsichtlich gesteigerter Abscheiderate, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit erfüllen. Durch eine ebenfalls zu entwickelnde Matchbox für diese Frequenz-/Leistungskombination soll eine dynamische Anpassung der Impedanz der Plasmakammer an die Ausgangsimpedanz des Generators möglich werden. So werden reflektierte Leistungen minimiert und damit der Wirkungsgrad maximiert. Das Teilvorhaben der Hüttinger Elektronik umfasst die Entwicklung der Generatorkomponenten (Frequenzgenerator, Vorverstärker, Verstärker, Power Splitter, Power Combiner, Steuerung, Modulkontrolle, Richtkoppler, Detektor, Matchbox) und die Integration des Gesamtsystems sowie umfangreiche Prüf- und Qualifizierungsmaßnahmen zur Erzielung und Verifikation des angestrebten Wirkungsgrads und der Lebensdauer. Außerdem erfolgt eine Integration des Generators in die PECVD-Versuchsanlage mit ausgiebigen Praxistests und anschließender Überarbeitung und Optimierung des Systems.
Das Projekt "Teilprojekt: Einsatz verbesserter Anlagentechnologie und Solarzellenkonzepte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EWE - Forschungszentrum für Energietechnologie e.V. durchgeführt. Im Rahmen des AP2 des geplanten Verbundprojektes SiliziumDS12plus ist es Ziel von NEXT ENERGY, einen Herstellungsprozess mit 1nm/s Abscheiderate für eine Bottomzelle auf Basis einer mikrokristallinen Silizium-Germanium-Legierung (my c-SiGe:H) zu entwickeln. Dieser soll dahingehend optimiert werden, dass beim Einsatz dieser Bottomzelle in einer a-Si:H/my c-Si:H/my c-SiGe:H Tripeldünnschichtsolarzelle mit weiteren Absorberschichten aus amorphem (a-Si:H) und mikrokristallinen Silizium (my c-Si:H) ein Wirkungsgrad von 12 Prozent erzielt wird. Anschließend soll der bei NEXT ENERGY entwickelte my c-Si:Ge Herstellungsprozess zum Modulhersteller Inventux transferiert werden und bei diesem ein a-Si:H/my c-Si:H/my c-SiGe:H Modulwirkungsgrad von 11 Prozent erreicht werden. NEXT ENERGY führt zuerst eine my c-SiGe:H Einzelschichtentwicklung durch, um durch Prozessparametervariation das Prozessfenster zu identifizieren, innerhalb dessen my c-SiGe:H Schichten mit der gewünschten Abscheiderate und den erforderlichen Materialeigenschaften für den Einsatz als Absorberschicht in Dünnschichtsolarzellen hergestellt werden können. Als nächstes findet eine my c-SiGe:H Bottomzellentwicklung statt, innerhalb dieser die zuvor entwickelte Einzelschicht in komplette my c-SiGe:H Einzelsolarzellen integriert wird. Anschließend wird die my c-SiGe:H Bottomzelle zuerst in a-Si:H/my c-SiGe:H Tandemzellen und danach in a-Si:H/my c-Si:H/my c-SiGe:H Tripelzellen getestet werden. Abschließend findet dann der Prozesstransfer zu Inventux statt.
Das Projekt "Separation und Rückführung Scaling-relevanter Radionuklide und Schwermetalle vor ihrem Eintritt in den Anlagenkreislauf von Geothermieanlagen - Verfahrensgrundlagen für die Gewinnung strategischer seltener Metalle aus Thermalwässern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Strahlenschutz, Analytik & Entsorgung Roßendorf e.V. durchgeführt. Trotz aller Anstrengungen konnte das Scalingproblem in Geothermieanlagen bisher nicht befriedigend gelöst werden. Ablagerungen durch Radionuklide und toxische Schwermetalle beinträchtigen den Anlagenbetrieb und verursachen einen erhöhten Wartungsaufwand. Es soll deshalb ein neuer Ansatz entwickelt und im Technikumsmaßstab erprobt werden, bei dem die Radionuklide und Schwermetalle vor dem Eintritt in die übertätigen Anlagen aus dem Thermalwasser galvanisch separiert und unter Umgehung des Anlagenkreises dem Reservoir wieder zugeführt werden. In Grundlagenversuchen wurde die gezielte Abscheidung bereits erreicht. Scales enthalten jedoch auch wertvolle strategische Metalle, die dabei gewonnen werden können. Dafür ist jedoch die Separation vom Blei (Pb-210) erforderlich. Im Rahmen der Bearbeitung sind zunächst die Abscheidepotentiale- und Bedingungen für die Scalebildner im Labor und In-situ zu ermitteln. Gleichermaßen ist der Wirkungsgrad der Abscheidung zu bestimmen. Im nächsten Schritt werden die Bedingungen der Wiederauflösung im Separationssystem und speziell zur Trennung von Pb (Pb-210) ermittelt, womit gleichzeitig auch die Grundlagen für die Gewinnung strategischer Metalle gelegt werden. Mit diesen Grundlagen erfolgten die Konstruktion zur Fertigung des Abscheidesystems und dessen elektrochemische und hydraulische Optimierung u.a. mittels CFD-Modellierung. Schließlich soll das System im laufenden Betrieb erprobt werden und der Aufwand zur technischen Umsetzung bewertet werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung von Zwischenreflektoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Bereich E, PVcomB durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die Prozess- und Anlagentechnologie zur Abscheidung von großflächigen Silizium Dünnschicht PV Modulen (PECVD) zu verbessern. Der Modulwirkungsgrad soll von derzeit 8 - 9 Prozent auf 11 Prozent gesteigert werden, ohne dabei Durchsatzeinbußen hinnehmen zu müssen. Hierfür ist das Ziel, my c-Si mit einer Rate von 1 nm/s abzuscheiden und durch den Einsatz verbesserter Materialien und Zellkonzepte auf kleiner Fläche einen Wirkungsgrad von 12 Prozent zu zeigen. Um die neuen Materialien und Prozesse schnell und effektiv mit minimalen Skalierungsverlusten aus dem Labor in die Produktion zu übertragen und bei laufender Produktion mit exzellenter Ausbeute zu produzieren, wird das Verständnis der Plasmachemie bei der Siliziumabscheidung (PECVD) von großer Bedeutung sein. Ziel von AP1 ist es, einen produktionstauglichen Prozess für einen my c-SiOx-basierten Zwischenreflektor zu entwickeln, der sowohl in einem Tandemmodul als auch später in einem Triple-Modul eingesetzt werden kann. Eine Steigerung des Wirkungsgrades von mindestens 0. 5 Prozent (abs.) für Tandems sollte möglich sein. Die entwickelte Kenntnis der Plasmachemie und die in-situ Diagnoseverfahren aus AP6 werden hier unterstützen. Ziel von AP6 ist es, Verständnis sowie anwendungsorientierte Routinen für in-situ Prozesskontrolle für die Silizium Abscheidung mittels Plasma-unterstützter Gasphasenabscheidung (plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD) in der Produktion von a-Si/my c-Si Tandem Modulen zu entwickeln.
Das Projekt "Teilvorhaben: Nachweis hoher Abscheideraten und Materialqualität anhand von III-V Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Solarzellen aus III-V Halbleitern erreichen heute weltweit die höchsten Umwandlungseffizienzen von bis zu 46 % und finden industrielle Anwendung in Satelliten und in Konzentrator-PV Systemen. Das Licht wird in diesen hochkonzentrierenden Modulen etwa 500-fach gebündelt, um die Fläche und damit die anteiligen Kosten der III-V Solarzellen zu reduzieren. Die Hälfte der Epitaxiekosten für III-V Mehrfachsolarzellen entfällt auf die metallorganischen Ausgangsstoffe Trimethylindium und Trimethylgallium (so genannte 'Metallorganische Quellen') für den MOVPE-Herstellprozess (Metal Organic Vapour Phase Epitaxy). Projektziel: Das Projekt KoReMO soll nachweisen, dass diese Epitaxiekosten durch Nutzung von neuen Indium-Quellen und einem neuen Zuführsystem, sowohl für Trimethylindium TMIn als auch für Trimethylgallium TMGa, um etwa die Hälfte gesenkt werden können. Zudem sollen durch das Zuführsystem höhere Wachstumsraten für GaAs und GaInP möglich werden. Die Verbesserungen werden anhand von heute etablierten GaInP/GaInAs/Ge Dreifachsolarzellen nachgewiesen. Die Firma Umicore wird einen neuen kostengünstigen und ressourceneffizienten Herstell- und Reinigungsprozess für Trimethylindium entwickeln und pilotieren. TMGa und TMIn werden über ein Direktverdampfersystem von SEMPA an eine vorhandene MOVPE Anlage der Firma Aixtron am Fraunhofer ISE angeschlossen und hier werden hohe Wachstumsraten und die Eignung der neuen Quellen für die Herstellung von III-V Mehrfachsolarzellen gemeinsam mit AZUR Space gezeigt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Darstellung einer inline-tauglichen cadmiumfreien Pufferschicht Technologie im full-size Format" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Manz CIGS Technology GmbH durchgeführt.
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