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Von Rolle zu Modul hergestellte kristalline Silizium Dünnschichten für höher als 20% effiziente Module

Das Projekt "Von Rolle zu Modul hergestellte kristalline Silizium Dünnschichten für höher als 20% effiziente Module" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Objective: The current technologies to produce photovoltaic modules exhibit features, which prevent cost-reduction to below 0,5 /Wp: - Sawing/Wafering and Module assembly is costly and material intensive for wafer solar cells - Efficiency is comparatively low for classical thin-film solar cells (CdTe, CIS, a-Si/myc-Si, dye, organic). One approach to avoid both disadvantages is the so-called crystalline Si thin-film lift-off approach, where thin c-Si layers are stripped from a silicon wafer. This approach has the potential to reach greater than 20% efficient solar cells, however handling issues stop quick progress so far. The basic idea of the current project is to enable the use of lift-off films in a nearly handling-free approach, to avoid limitations by handling issues. The technological realization has the following key features and steps: - Continuous separation of a very thin (deeper 10 mym) c-Si foil from the circumference of a monocrystalline silicon ingot - Attachment to a high-temperature stable substrate of large area (e.g. graphite, Sintered Silicon, or ceramics), which can also serve as module back side. - High-temperature re-organisation of the silicon foil followed by in-situ epitaxial thickening (ca 40 mym base thickness) in an in-line chemical vapour deposition reactor, including pn-junction formation - Processing of high-efficiency solar cells and formation of integrated interconnected high-voltage modules - Encapsulating into a module (glass / encapsulant only if needed) The resulting module to be demonstrated in R2M-Si has a cost potential around 0.55 /Wp, at 18 percent module efficiency and thus low Balance-of-System cost. Future enhanced R2M-Si modules can exceed even 20% efficiency, at costs below 0.5 /Wp. The project shall demonstrate the feasibility of the most critical process steps like continuous layer detachment, bonding to a carrier substrate, high-quality epitaxy, handling-free solar cell processing and module integration. As a deliverable, a mini module of higher than 18 percent efficiency shall be prepared. The project R2M-Si ( Roll to Module Silicon ) investigates an innovative approach of manufacturing modules of crystalline silicon thin-film solar cells.

Abscheidung toxischer, organischer und anorganischer Verbindungen aus Reingasen von Abfallverbrennungen mit aktiviertem Koks - Teilvorhaben 1

Das Projekt "Abscheidung toxischer, organischer und anorganischer Verbindungen aus Reingasen von Abfallverbrennungen mit aktiviertem Koks - Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hugo Petersen Gesellschaft für verfahrenstechnischen Anlagenbau mbH & Co. KG durchgeführt. Mit Hilfe von Aktivkoks sollen in einer Kleinversuchsanlage aus den Rauchgasen von Abfallverbrennungsanlagen organische Schadstoffe, wie PCDD, PCDF, PAH und PCB sowie toxische anorganische Elemente bzw. deren Verbindungen, wie z.b. Cadmium, Quecksilber, Blei u.ae., abgeschieden werden. Diese Schadstoffe lassen sich mit bisher angewendeten Reinigungsverfahen nicht oder nur unvollkommen aus den Rauchgasen entfernen. Im Reingas sind die ueberwiegend dampffoermig enthalten und lassen sich deshalb mittels Aktivkoks adsorbieren. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Wirksamkeit des Kokses fuer einzelne Schadstoffe, die Standzeit des Aktivkokses und das chemische Verhalten, insbesondere der organischen Schadstoffe am Adsorbtionsmittel, zu erkunden. Bei Erfolg ist das Verfahren geeignet, die Emissionen insbesondere von vorhandenen Anlagen zu vermindern, bei denen andere prozesstechnische Moeglichkeiten zur Reduzierung der organischen toxischen......

Forschungsprämie

Das Projekt "Forschungsprämie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Festkörperphysik durchgeführt. Das Vorhaben ist auf dem Feld der chalkogenhaltigen Dünnschicht-Solarzellen angesiedelt. Hier stehen insbesondere die Fragen der Materialersparnis durch weitere Dickenreduktion bei gleichbleibendem oder möglichst noch erhöhten Wirkungsgraden aktuell im Zentrum. Dies eröffnet dann ein Potenzial für signifikante Kostenreduktionen. Konkret sollen im Projekt die Abscheidebedingungen für CdTe- und CIS-Solarzellen weiter optimiert werden, um die Morphologie der Schichten in Hinblick auf Korngröße und Homogenität zu verbessern. Für das CdTe-System ist eine gezielte Dotierung für eine erhöhte p-Leitung des Absorbers geplant. Beide Stoßrichtungen sind für künftige Kooperationen mit Industriepartnern auf dem Feld der Dünnschicht-Solarzellen von zentraler Bedeutung. Zur Durchführung der Aufgaben können wir auf die am IFK komplett aufgebauten base-lines für die Zellenpräparation und auf die langjährige personelle Expertise der Forschungsgruppe zurückgreifen. Für die jüngeren Mitarbeiter am Projekt sind direkte Kontakte mit Industrieunternehmen (Ersol, Q-Cells, Schott-Solar) und Forschungsinstituten (HMI Berlin, TU Ilmenau, TU Darmstadt) vorgesehen. Damit wird ihre Kompetenz ausgebaut und ihr künftiger Übergang in die Industrie vorbereitet. Die Forschungsergebnisse werden auf wissenschaftlichen Tagungen wie auch auf Arbeitstreffen bei künftigen Kooperationspartnern verbreitet.

Potential von CdTe-CdS-Solarzellen aus materialwissenschaftlicher Sicht

Das Projekt "Potential von CdTe-CdS-Solarzellen aus materialwissenschaftlicher Sicht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Festkörperphysik durchgeführt.

n-i-p CdTe Hochleistungsdünnschichtsolarzellen: Wissensbasierte Optimierung der Materialien, Bauelemente und Präparation

Das Projekt "n-i-p CdTe Hochleistungsdünnschichtsolarzellen: Wissensbasierte Optimierung der Materialien, Bauelemente und Präparation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Material- und Geowissenschaften, Bereich Materialwissenschaft, Fachgebiet Oberflächenforschung durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer verbesserten CdTe-Dünnschicht-Bauelementstruktur. Die vorgesehene n-i-p-Struktur könnte mit kontrollierter Morphologie, reduzierter Dicke der Absorberschicht und gradierten Heterokontakten die inhärenten Vorteile des Absorbermaterials CdTe voll zur Geltung kommen lassen und damit weitere Wirkungsgradsteigerungen und vereinfachte Produktionsschritte ermöglichen. Durch die Erweiterung des Cluster-Tools (DAISY-SOL) und Aufbau zusätzlicher Charakterisierungsmethoden soll die Abscheidung und Charakterisierung von Puffer-, Absorber und Rückkontaktschichten optimiert werden. Alternative Puffer- und ohmsche p-(hetero)-Kontakte werden evaluiert und die Kontrolle von Nukleation und Wachstum zur Herstellung optimierter Schichtdicken verbessert.

Photophysikalische Untersuchungen zur Ladungstrennung in Dünnschicht-Nanokristall-Systemen

Das Projekt "Photophysikalische Untersuchungen zur Ladungstrennung in Dünnschicht-Nanokristall-Systemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Sektion Physik, Lehrstuhl für Photonik und Optoelektronik durchgeführt. Die wissenschaftliche Zielsetzung beinhaltet die Aufklärung dominanter Prozesse, die zur Ladungstrennung in Dünnschicht - Nanokristall (NK) - Systemen führen. Typ II - NK - Systeme bieten einzigartige experimentelle Möglichkeiten zur Untersuchung von Prozessen der Ladungstrennung in Nanostrukturen und große Chancen als Absorber und ladungsselektive Kontakte in nanopartikulären Dünnschicht-Solarzellen. Die experimentelle Vielfalt ergibt sich aus der Kombination von halbleitenden Materialien mit unterschiedlicher Austrittsarbeit im Typ II - Heterokontakt aufgrund des Größenquantisierungseffektes sowie aus der Variation von Abständen durch Auswahl von Linkermolekülen zwischen NK. Es werden NK aus CdTe und CdSe und deren Mischsystemen (CdSexTe1-x) in wässriger Lösung mit polaren Liganden und NK verschiedener Morphologie (elongiert, verzweigt) in organischen Lösungsmitteln hergestellt. Die Lage elektronischer Zustände in NK und der Überlapp von Wellenfunktionen werden durch Variation der Größe von NK und der Länge organischer Moleküle, welche die Oberflächen der NK terminieren, systematisch variiert. Photophysikalische Prozesse in Dünnschicht - NK - Systemen werden mit Methoden der optischen Kurzzeitspektroskopie (zeitaufgelöste Fluoreszenz, Anrege-Anfrage-Spektroskopie) und Photostrommessungen untersucht. Anhand experimenteller Daten werden Transfer- und Rekombinationsraten für optisch angeregte Ladungsträger und dominante Transportmechanismen in nanopartikulären Dünnschicht-Solarzellen ermittelt. Laserinitiierte Niedertemperatur-Sinterprozesse werden getestet und auf ihre Wirksamkeit und Effizienz evaluiert, die Nanopartikel auf dem Substrat zu kontinuierlichen halbleitenden Phasen verschmolzen lassen können.

n-i-p CdTe Hochleistungsdünnschichtsolarzellen: Wissensbasierte Optimierung der Materialien, Bauelemente und Präparation

Das Projekt "n-i-p CdTe Hochleistungsdünnschichtsolarzellen: Wissensbasierte Optimierung der Materialien, Bauelemente und Präparation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Material- und Geowissenschaften, Bereich Materialwissenschaft, Fachgebiet Oberflächenforschung durchgeführt.

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