Das Projekt "Large area cadmium telluride electrodeposition for thin film solar cells" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. General Information: The aim of this project is to develop further CdTe thin film technology and to drive the manufacturing costs for modules towards 1 ECU/Wp. Such cost targets are more easily achievable if the thin film material deposition can be scaled in size from 30 cm x 30 cm up to 60 cm x 120 cm which is an industrial objective. Thus the technical challenge is to develop and optimise large area chemical deposition methods for uniform CdS and-CdTe thin films capable of delivering large area CdTe cells with efficiencies over 8 per cent. This will require an increased fundamental understanding over the CdS/CdTe bulk material and cell properties and correlation of these to the large area deposition parameters. The objectives against the expected achievements are; - To develop, low cost, chemical methods for the deposition of large area (up to 60 cm x 120cm), uniform, CdS and CdTe thin films with solar conversion efficiencies higher than 8 per cent over the entire area. - To develop high conductivity fine line printed wires on large area tin oxide coated glass to improve the lack of conductivity for electroplating. - To develop a process for the integration of printed fine line wires on TO/glass with the large area cell interconnection. - To develop formulation chemistry for the fast electro deposition of CdTe. - To increase fundamental understanding of materials and cell operation in order to control large area thin film deposition and cell fabrication. Initially conducting fine lines (200 m wide, 60 cm long) on large area tin oxide coated glass, with good precision, will be developed. The synthesis of inks and pastes will be necessary to tailor material properties to suit TO/glass substrate and chemical deposition systems. The fine lines are expected to be alkali solution resistant (or encapsulated) for the CdS CBD process. Subsequently, large area CdTe electro deposition from an aqueous solution will be optimised. Characterisation of material properties and cell performance is expected to help control deposition and post-deposition annealing parameters for uniform performance; Cell and sub-module stability will be monitored. The summary of the partners in this project are; BP Solar, Europe's leading PV manufacturing company, PHILIPS (CFT) one of Europe's leading centre for manufacturing technologies, Ecole Nationale Superieure de Chime Analytique de Paris (ENSCP), world leaders in the chemical bath deposition of II-VI materials, Fraunhofer Institude (ISE) one of the Europe's leading PV institutes, Institut für Neu Materials (INM) one of Europe's leading research institutes in composit material science and technology, EC's research center at Ispra (JRC), Arbeitsgemeinschaft für Industrielle Forschung (AFIF)-ETH tecnopark, an industrial research expert. They are going to join their R and D efforts to develop large area CdS and CdTe thin film deposition methods and cell fabrication technology. Prime Contractor: BP Solar Ltd.; Sunbury on Thames;
Das Projekt "Entwicklung einkristalliner CDTE-Solarzellen fuer terrestrische Anwendung, geeignet fuer den Einsatz in optischen Konzentratoren (Konz.-Faktor 50 und hoeher)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Battelle-Institut e.V. durchgeführt. Entwicklung von Solarzellen aus einkristallinem Cadmium-Tellurid, die besonders fuer den Einsatz in fokussiertem Sonnenlicht geeignet sind. Dadurch wird es moeglich, mit relativ geringem Materialeinsatz Sonnenenergie mit hoher Ausbeute in elektrische Energie umzuwandeln. Auf einkristalline Scheiben werden zur Bildung der photovoltaischen Zelle geeignete Schichten abgeschieden. Solarzellen dienen der Gewinnung elektrischer Energie aus Sonnenenergie.
Das Projekt "Photovoltaik und die RoHS Direktive" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH durchgeführt. Photovoltaik ist einer der vielversprechenden Energieträger einer zukünftigen nachhaltigen Energieversorgung. Dementsprechend gibt es bei der Photovoltaik zahlreiche Bemühungen zur Verringerung der Produktionskosten und zur Erhöhung des Wirkungsgrades. In der Folge dieser Bemühungen, kommen insbesondere bei den in der Photovoltaik eingesetzten Halbleitern eine Vielzahl unterschiedlicher Stoffe zum Einsatz. Diese Alternativen haben insbesondere bei Dünnschichtzellen an Bedeutung gewonnen. Hier wird neben Silizium gegenwärtig insbesondere Cadmiumtellurid (CdTe) eingesetzt. Daneben werden für den zukünftigen Einsatz Gallium-Arsenid, Indiumphosphid und weitere Stoffe diskutiert, die teilweise deutlich höhere Wirkungsgrade versprechen. Eine Reihe dieser Stoffe ist als toxikologisch bedenklich einzustufen, das gilt ebenfalls für eine einige weitere Einsatzstoffe wie etwa Blei in den verwendeten Loten. Die Verwendung dieser Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten ist daher in der EG-Richtlinie 2002/95/EG (RoHS) geregelt. Die Photovoltaik wird jedoch bisher nicht von der RoHS erfasst. Vor diesem Hintergrund soll daher diskutiert werden, ob eine Einbeziehung der Photovoltaik unter den Geltungsbereich der RoHS geboten erscheint oder nicht.
Das Projekt "Teilprojekt 5.2: Modulare Laser- und Anlagentechnik zum inline-Laserscribing" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SITEC Industrietechnologie GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Technologie- und Anlagenkonzeption zum inline-Laserscribing für CdTe- und aSi Dünnschichtmodule mit integrierter inline Messtechnik zur bildgesteuerten Laserbearbeitung. Mit dem innovativen Technologie- und Anlagenkonzept zum inline-Laserscribing sollen bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten durch den Einsatz eines Hochgeschwindigkeitsscanner - Multilaser - Bildverarbeitungskonzeptes und einer Qualitätsprüfung nach jedem Fertigungsschritt bei gleicher Fertigungszeit die Ausschussrate der Module verringert werden. In Zusammenarbeit mit CSP und ITW erfolgt die Entwicklung der Technologie des Laserscribings von oben mit integrierter Messtechnik zum Steuern der Laserprozess und zur Bewertung der Werkstücke (Qualität der Beschichtungen und Lasersribes). In Abstimmung mit XENON und den Forschungspartnern aus dem Verbundprojekt 1 erfolgt die Gestaltung einheitlicher mechanischer, elektrischer und steuerungstechnischer Schnittstellen zur Kompatibilität der im Wachstumskern S-PAC entstehenden Anlagenlösungen, Steuerungs- (MES), Wartungs- und Instandhaltungskonzepte. Anhand eines Demonstrators wird die Technologie- und Anlagenentwicklung des Lasersribings mit integrierter Messtechnik erprobt und bewertet.
Das Projekt "Kernstrahlungsdetektoren auf der Basis von Cadmium - Tellurid - Einkristallen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Battelle-Institut e.V. durchgeführt. Die Kristallzucht von CDTE wurde weiterentwickelt, so dass Gamma-Detektoren moeglichst hoher spektraler Aufloesung hergestellt werden koennen. Solche Detektoren lassen sich zur Erkennung radioaktiver Substanzen sowie zur Messung ihrer Strahlung einsetzen; sie koennen bei Raumtemperatur (ohne Kuehlung) eingesetzt werden. Verschiedene Kristallzuchtverfahren und -bedingungen und Reinigungsverfahren werden untersucht.
Global demand for tellurium has greatly increased owing to its use in solar photovoltaics. Elevated levels of tellurium in the environment are now observed. Quantifying the losses from human usage into the environment requires a life-cycle wide examination of the anthropogenic tellurium cycle (in analogy to natural element cycles). Reviewing the current literature shows that tellurium losses to the environment might occur predominantly as mine tailings, in gas and dust and slag during processing, manufacturing losses, and in-use dissipation (situation in around 2010). Large amounts of cadmium telluride will become available by 2040 as photovoltaic modules currently in-use reach their end-of-life. This requires proper end-of-life management approaches to avoid dissipation to the environment. Because tellurium occurs together with other toxic metals, e.g. in the anode slime collected during copper production, examining the life-cycle wide environmental implication of tellurium production requires consideration of the various substances present in the feedstock as well as the energy and material requirements during production. Understanding the flows and stock dynamics of tellurium in the anthroposphere can inform environmental chemistry about current and future tellurium releases to the environment, and help to manage the element more wisely. Quelle: http://www.publish.csiro.au
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines Outdoor-Photolumineszenz-Messsystems zur kontaktfreien, bildgebenden Analyse von installierten Solarmodulen (Anregung)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurbüro Mencke & Tegtmeyer GmbH durchgeführt. Im Rahmen dieses Teilvorhabens ist es das Ziel, ein mobiles Inspektionssystem zur bildgebenden Untersuchung von bereits in einem Solarpark installierten Solarmodulen zu entwickeln. Die Solarmodule sollen dabei bzgl. ihrer Montage und elektrischen Kontaktierung während der Messung nicht verändert werden, es wird daher das Photolumineszenzmessverfahren (PL) eingesetzt. Bei der PL erfolgt die Anregung des Solarmoduls durch Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich, der sich je nach Modultyp (siliziumbasiert, Halbleitermaterialien wie CIGS (Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid), CdTe (Cadmiumtellurid), organische PV-Materialien) unterscheiden kann. Das Solarmodul emittiert während der Anregung das PL-Signal in einem i.d.R. langwelligeren Bereich des Lichtspektrums im nahen Infrarot (NIR). Das Photolumineszenz (PL)-Gesamtsystem wird sich aus zwei aufeinander abgestimmten Einheiten zur Anregung und Detektion zusammensetzen. Diese bestehen wiederum neben mechanischen Elementen vorrangig aus folgenden Bestandteilen: Leuchteinheiten (z.B. LED), Optiken, Filter, mobile Versorgung. Das Ingenierbüro Mencke & Tegtmeyer wird im Rahmen dieses Teilvorhabens alle Komponenten evaluieren oder selbst entwickeln, die für die PL-Anregung notwendig sind.
Das Projekt "Teilvorhaben: Projektmanagement, Design, Analyse, Test- und GSE-Planung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Space Structures GmbH durchgeführt. Gesamtziel des Vorhabens ist die Machbarkeit von Kosinus-Sonnensensoren für Telekommunikationssatelliten auf Basis der Cadmium-Tellurid-Dünnschicht-Solarzellen-Technologie zu demonstrieren. Als technische Ziele soll gezeigt werden, dass es möglich ist einen innovativen Kosinus-Sonnensensor für Telekommunikationssatelliten zu bauen, der: - rein passiv ohne Thermalkontrollsystem betrieben werden kann - höheren Strahlungsanforderungen gerecht wird und somit kompatibel mit neuen elektrischen Antrieben ist, sowie weniger degradiert als Sensoren die auf Silizium- oder Gallium-Arsenid-Zelltechnologie basieren - signifikante Masseeinsparungen ermöglicht - deutlich kleiner ist - deutlich konstanteren Output über den gesamten Temperaturbereich liefert (verringerte Temperaturabhängigkeit der Daten).
Das Projekt "CdTe-CdS-Solarzellen hohes Effizienz für eine verbesserte Modul-Produktionstechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Festkörperphysik durchgeführt. Ziel ist es, dem Wirkungsgrad von CdTe-Solarzellen über eine Dotierung mit geeigneten Brandatomen zu erhöhen.
Das Projekt "Verbesserung von Photovoltaikmodulen - Massnahmen bezueglich der Widerstandsfaehigkeit gegenueber elektrischen und thermischen Einwirkungen, die durch eine Sperrspannung in Zellen hervorgerufen werden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technischer Überwachungs-Verein Rheinland Sicherheit und Umweltschutz durchgeführt. Objective: Besides environmental factors, hot-spot heating affects the service lifetime of PV modules. The origin of hot-spot heating lies in the complete or partial shading of cells inside the module. Shaded cells are operated on the reverse current-voltage characteristic, causing energy dissipation in the form of heat. European module manufacturers who rely on purchasing crystalline silicon cells are presently uncertain about suitable hot-spot safety measures (bypass diode concepts) because the reverse operation behaviour of solar cells is not documented. In addition, the hot-spot problem for thin-film photovoltaic modules has not been adequately investigated up to the present. This research project will contribute to improving the module design for the different cell technologies that have achieved production level (c-Si, a-Si, CdS, CdTe). The individual behaviour of commercially available crystalline silicon cells under reverse biased conditions is to be documented so that module manufacturers can use this data base to set up module designs. For large area modules fundamental questions are to be solved regarding the behaviour of serial and parallel cell interconnection concepts in shading conditions. For thin-film modules fundamental questions regarding hot-spot heating effects under realistic shading conditions are to be clarified. Description of work: With regard to the electrical and thermal characterisation of reverse biased crystalline silicon cells a comprehensive test program will be applied to all commercially available cells. Batches of the cell types will be subjected to the measurement of reverse current-voltage characteristics, infrared imaging and junction breakdown measurement and hot-spot safety measures will be derived which are suitable for the individual cell types. A test program will be carried out to document hot-spot heating effects for different serial/parallel cell interconnection circuits, leading to better design for large-area modules. Studies will be conducted on the financial risks for manufacturers of large-area modules in the event that hot-spot safety measures are omitted and location specific shading can be excluded. The cost savings in production will be compared to possible follow-up costs which arise as a result of the hot-spot damage of modules. Indoor and outdoor hot-spot tests will be performed for commercial thin-film modules under realistic shading conditions. Based on these results, a new measurement principle for hot-spot testing will be developed that will be suitable as a replacement for the current principle laid down in IEC standards. Exploitation of results will be achieved through publications, Internet presentation and the organisation of a workshop for European module manufacturers. Expected Results and Exploitation Plans: Preparation of a comprehensive database for the reverse biased operation of cells of crystalline silicon and thin-film technology...
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