Das Projekt "Teilvorhaben: Optimierung von APCVD-Schichten zur selektiven Laserdotierung von PERL-Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gebr. Schmid GmbH durchgeführt. Das Vorhaben hat zum Ziel, Bor- und Phosphor dotierte Glasschichten, die mit unterschiedlichen chemical vapour deposition (CVD) - Technologien abgeschieden worden sind, als Dotierquellen für eine Laserdotierung zu nutzen, bevor der thermische Eintreibeschritt appliziert wird. Diese Prozessabfolge soll dazu genutzt werden, kostengünstige Hochleistungssolarzellen der PERL-Bauart zu entwickeln, die einen wirtschaftlich tragfähigen Herstellungsprozess haben.
Das Projekt "Teilvorhaben: Oberflächenpräparation und Design von APCVD-Schichtsystemen für Ko-Dotierungsprozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gebr. Schmid GmbH durchgeführt. Ziel ist es die Erhöhung der Ausbeute von Photovoltaik-Anlagen indem die Herstellungstechnologie für Siliziumsolarzellen und -module nahe am aktuellen Stand der Technik weiterentwickelt wird. Dabei sollen die bi-faziale Anwendung kosteneffizient umgesetzt und zugleich möglichst viel bestehendes Prozessequipment verwendet werden. Der Solarzellenherstellungsprozess beinhaltet eine Ko-Diffusion, diese basiert auf mittels chemischer Gasphasenabscheidung bei Atmosphärendruck (APCVD) abgeschiedenen Bor-Dotiergläsern und einem Phosphoroxychlorid (POCl3)-Rohrofenprozess. Das übergeordnete Ziel ist es, die Stromgestehungskosten zu senken, indem sowohl die Modulstückkosten in Euro pro Stück als auch die spezifischen Zellherstellungskosten in Euro pro Watt Peak konstant gehalten werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung, Bau und Qualifizierung eines Prototyps für neuartige, innovative Produktionsanlage für Prozessschritte der Zellrückseite" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Manz AG durchgeführt. Herkömmliche Aluminium (Al) back surface field (BSF) Produktionsparks benötigen für die kommende Mainstream Technologie der Passivated-Emitter-and-Rear-Contact (PERC)-Solarzellen lediglich zwei zusätzliche Prozess-Schritte: die Abscheidung einer Rückseiten-Passivierschicht und eine lokale Rückseiten-Strukturierung mittels Laser zur Kontaktierung. Zusätzlich ist noch mindestens ein Handlingschritt nötig. Im Manz Teilvorhaben wird erstmalig die Rückseiten-Passivierung und die lokale Rückseiten-Strukturierung, und damit auch der dazwischen notwendige Handlingschritt, in einer Anlage kombiniert und integriert. Hierfür werden Voruntersuchungen durchgeführt, um die Anforderungen an eine Prototyp Anlage zu definieren. Hiernach wird der Prototyp konzipiert, aufgebaut und dessen Einzelprozesse optimiert. Die Qualität und Robustheit des Prototypen und insbesondere des kombinierten Gesamtprozesses wird mittels Teststrukturen auf p-PERC und n-Passivated Emitter and Rear Totally Diffused (PERT)-Back Junction (BJ)-Solarzellen eruiert und optimiert. Ziel ist es, auf n-PERT-BJ Solarzellen Wirkungsgrade größer 22.5Prozent nachzuweisen. Bei erfolgreicher Evaluierung am ISFH und entsprechendem Marktpotenzial wird Manz einen 'plasma-enhanced chemical vapour deposition' (PECVD) Borsilikatglas/Siliziumnitrid (BSG/SiNx) Produktionsprozess entwickeln. Das Vorhaben ist als Verbundvorhaben des ISFH, der Evonik Industries AG und der Manz AG mit den Bereichen Manz Coating in Karlstein und Laserprozesse in Reutlingen. Entsprechend dem Gesamtprojektplan und den spezifischen Expertisen der Partner ist die jeweilige Unterstützung der anderen Partner in enger Zusammenarbeit geplant.
Das Projekt "Energieeffizientes Läutern von Borosilicatglas mit verdampfbaren Komponenten (ITEG II)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schott AG durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Bereitstellung eines energieeffizienten Läuterverfahrens für hochschmelzende Spezialgläser, insbesondere wirtschaftlich bedeutende Alkali-Borosilicatgläser, die oberhalb einer kritischen Temperatur, bei der Glasbestandteile zu verdampfen beginnen, geläutert werden müssen. Der erste Schritt ist die Entwicklung eines Simulationstools für die Hochtemperaturläuterung einer Glasschmelze. Dieses muss eine trotz einsetzender Verdampfung stabile Strömung sowie die Läuterwirkung in Abhängigkeit von Temperatur und Verweilzeit darstellen. Die Simulationen werden in enger Zusammenarbeit mit dem schmelztechnischen Labor der SCHOTT AG durchgeführt, um die Berechnungen möglichst zeitnah mit Messdaten abgleichen und verifizieren zu können. Der nächste Schritt besteht in der Konstruktion eines Prototypen im verkleinerten Maßstab und dessen Aufbau im Versuchstechnikum der SCHOTT AG. Danach schließt sich ein kontinuierlicher Versuchsbetrieb unter produktionsnahen Bedingen an. Abschließend wird mittels mathematischer Simulation das theoretische Scale-up auf eine industrielle Anlagengröße durchgeführt.
Das Projekt "Verbundprojekt: EnEff:Wärme - ORCent - Entwicklung eines Wärmetauschers für hochbelastete Abgase der Spezialglasindustrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schott AG durchgeführt. Es soll ein Wärmetauschersystem für den ORCent-Prozess zur Verfügung gestellt werden, das in hochkorrosiven und stark mit Partikeln und kondensierbaren Anteilen belasteten Abgasen der Spezialglasindustrie einsetzbar ist. Die Entwicklung wird beispielhaft bei dem Spezialglashersteller SCHOTT AG durchgeführt und mit einer 6-monatigen Testphase abgeschlossen. Die Arbeitsplanung umfasst drei Phasen: i) Charakterisierung des Abgasstromes einer Borosilicatglas-Schmelzanlage bzgl. Art und Menge von Partikeln und kondensierbaren Bestandteilen; ii) Laborentwicklung zu geeigneten Materialien und gfs. Beschichtungen mit Test im Abgasstrom, Identifizierung eines geeigneten Konzeptes für den Wärmetauscher; iii) Bau einer WT-Testanlage nach den erarbeiteten Vorgaben und 6-monatiger Test in einem Abgasstrom mit abschließender Bewertung.
Das Projekt "Innovative Technologie zum energieeffizienten Glasschmelzen von Borosilicatglas (ITeG)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schott AG durchgeführt. Das Projektziel ist die Entwicklung einer neuen, Energie sparenden Läutertechnologie, bei der ein ungekühlter, direkt elektrisch beheizter Tiegel das geschmolzene Glas auf Läutertemperatur erhitzt. Eine Energieeinsparung gegenüber der bisherigen Technologie mit gekühlten Tiegeln von 60-80 Prozent (entsprechend 10-20 Prozent bezogen auf den Gesamtprozess der Glasherstellung) soll erreicht werden. Dies entspricht bei einer Wanne mit einem Durchsatz von 50 Tagestonnen einer Energieeinsparung von 9-11 GWh pro Jahr (entsprechend einem CO2-Äquivalent von ca. 10.000 t). Die Verfahrensentwicklung sieht die Anwendung der ITeG-Technologie auf zwei unterschiedliche Glastypen vor, die jeweils vier Schritte umfasst: I) Laborentwicklung zur Bestimmung der Wechselwirkungen von Iridium mit der Glasschmelze und dem Isolationsmaterial (Blasenbildung, Sauerstoffangriff, Phasenumwandlung) und deren Einfluss auf die Dauerstandfestigkeit des Läutertiegels; II) Diskontinuierliche Technikumsversuche zum Funktionsnachweis der Gesamtanlage, Messungen von Temperaturprofilen, Abgleich mit der Simulation und weiterführende Materialuntersuchungen; III) Kontinuierliche Technikumsversuche zum Nachweis der Läuterwirkung, Optimierung der Anlagenparameter sowie weiterem Abgleich mit der Simulation; IV) Prüfung des Up-scaling und der Einbindung in den Produktionsmaßstab 50 t/d. Die materialtechnischen Untersuchungen werden in Kooperation mit dem Kristalllabor der Universität Frankfurt durchgeführt.
Das Projekt "Integrierter Umweltschutz in der Glas- und Keramikindustrie: Unterdruckläutern: Ein umweltfreundliches Verfahren zur Herstellung von Spezialgläsern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schott Glas, Forschung und Technologieentwicklung durchgeführt. Im geplanten Projekt wird ein Verfahren zur umweltfreundlichen Läuterung von Spezialgläsern durch Anwendung von Unterdruck entwickelt. Die Umweltentlastung begründet sich auf die Primärvermeidung von toxisch chemischen Läutermitteln und die Energieeinsparung, die aus der Senkung der Läutertemperatur resultiert. Da die Unterdruckläuterung das einzige Verfahren ist, dass den Partialdruck für alle in einer Glasschmelze vorhandenen Gase signifikant senken kann, werden zusätzlich Produktivitätssteigerungen und Qualitätsverbesserungen erwartet. Die Unterdruckläuterung wird innerhalb des Projektes exemplarisch für Borosilicatgläser entwickelt. Sie ist jedoch universell für alle Gläser einsetzbar. Die Übertragung auf einen Produktionsmaßstab erfolgt in einer dem Projekt nachgeschalteten Phase. Zur Zielerreichung sind sowohl grundlegende Laborarbeiten als auch der Nachweis eines kontinuierlichen Betriebes notwendig, der mit Hilfe einer Versuchsanlage im Maßstab von 1 t/Tag erbracht wird.
Das Projekt "Substitutionsmoeglichkeiten von Bor in Borosilicatglaesern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Silicatforschung durchgeführt. Die Bundesrepublik Deutschland ist voellig importabhaengig bei Boroxid als Rohstoff. Die Glasindustrie benoetigt etwa 1/3 des gesamten Importes. Ziel des Vorhabens ist es, nach Wegen zu suchen, wie unter vollstaendigem bzw. partiellem Erhalt der Eigenschaften der Borosilicatglaesern diese durch Glaeser ersetzt werden koennen, bei denen Bor durch andere Komponenten ersetzt wird. Zur Erhaltung sehr guter Temperaturwechselbestaendigkeit (TWB) und sehr guter chemischer Bestaendigkeit wird das System SiO2-Al2O2-B2-0C-CaO-MgO-NAS(K2)O variiert und durch Einfuehrung kleinerer Mengen TiO2,ZrO2, ZnO und PsO5 modifiziert. Eine andere Richtung ist Modifizierung der Grundsysteme SiO2-TiO2 und CaO-Al2O3 im Hinblick auf Erstellung von Glaesern hoeherer TWB bzw. chemischer Bestaendigkeit.
Das Projekt "Substitutionsmoeglichkeiten von Bor in Borosilicatglaesern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Silicatforschung durchgeführt. Borsilicatglaeser z.B. vom 3,3-Typ besitzen wegen ihrer guten chemischen und thermischen Eigenschaften eine wichtige Stellung in der Gruppe der technischen Glaeser. Wegen der vollkommenen Importabhaengigkeit der Bundesrepublik Deutschland von vorhaltigen Rohstoffen wuerde eine Verknappung direkte Auswirkungen auf die Verfuegbarkeit solcher Glaeser haben. Die Untersuchungen hatten zum Ziel, den Borgehalt in Glaesern durch Kombinationen von Erdalkalioxiden, ZnO und TiO2 zu senken. Messungen der Ausdehnungskoeffizienten, Viskositaeten und chemischen Bestaendigkeiten zeigten Moeglichkeiten, den B2O3 Gehalt um bis zu 50 Prozent zu senken, wobei die wesentlichen Eigenschaften erhalten blieben. Untersuchungen an Glaesern, die auf den Systemen R2O-SiO2-TiO2 und RO-Al2O3-SiO2 aufbauen, zeigten Moeglichkeiten der Herstellung von borfreien Glaesern mit aehnlich guenstigen Eigenschaften wie Borosilicatglaeser.
Das Projekt "Ermittlung der Korrosionsmechanismen an HLW-haltigem Glas (ein Beitrag zur Produktencharakterisierung) Teil II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Silicatforschung durchgeführt. Zur Beurteilung der Eignung von Borosilicatglaesern fuer die Endlagerung radioaktiven Muells ist die Kenntnis der Korrosionsbestaendigkeit im Endlager Salz unter Extrembedingungen (Wasserzutritt) notwendig. Fuer zuverlaessige Langzeitprognosen muss man die einzelnen Korrosionsmechanismen ihrer Intensitaet sowie ihrer Temperatur- und gegebenenfalls Druckabhaengigkeit nach kennen. Zur Ermittlung dieser Mechanismen werden geeignete Korrosionsversuche an mit simulierten (inaktivem) Abfall befrachteten Glaesern durchgefuehrt. Die fuer den Fall eines Wasserzutrittes im Endlager zu erwartenden Verhaeltnisse werden beruecksichtigt. Am korrodierten Glas werden nicht nur die Mengen abgegebenes Material, sondern auch die entstandenen Korrosionsprofile einzelner Elemente bestimmt. Weitere Schwerpunkte sind Untersuchungen zum Korrosionsverhalten in mit Korrosionsprodukten gesaettigter Umgebung sowie zur Schutzwirkung von Korrosionsschichten auf das darunterliegende Restglas.
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