Das Projekt "Teilvorhaben: DLR" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Solarforschung (SF), Standort Köln durchgeführt. Das Projekt PERFECTION basiert auf der Nutzung spezieller Materialeigenschaften zur Anwendung in mit konzentrierter Solarenergie (CSP) betriebenen Energiewandlungs- und Speicherprozessen. In CSP-Systemen werden Spiegel verwendet, um die Sonnenstrahlung zu konzentrieren, so dass sie als Wärmeenergie nutzbar wird. Die so gewonnene Wärmeenergie kann dann bei hoher Temperatur in chemische Energie umgewandelt werden. Dadurch werden 'solaren Brennstoffe' erzeugt: Wasserstoff und/oder Synthesegas. Das Ziel des Vorhabens ist es, Mischoxide mit der Perowskitstruktur und der allgemeinen Zusammensetzung ABO3 für solarthermische Brennstofferzeugungs- und Speicherprozessen zu entwickeln und zu verwenden und dabei Gemeinsamkeiten zwischen den Materialanforderungen dieser verschiedenen Prozesse auszunutzen.
Das Projekt "Teilvorhaben: CIGS-, Perowskit- und Tandemzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg durchgeführt. Zwei aktuell sehr vielversprechende Solarzellenarten basieren auf Dünnschichttechnologien. Im Speziellen übertrifft Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) mit einer Effizienz von größer 21 % bereits multikristallines Si mit der Aussicht auf weitere Kostenreduktion. Ein größerer Sprung in Effizienz und daher eine zusätzliche Kostenersparnis wird durch die Tandem-Kombination verschiedener Solarzellenarten erwartet, die auf verschiedene Absorptionsbereiche des Sonnenspektrums spezialisiert sind. Bisher erwies es sich als sehr schwierig, ein passendes Hochband-Material für die Kombination mit CIGS als Basiszelle zu finden. Dies scheint nun mit den neu aufgekommenen Perowskit-Solarzellen in Reichweite zu rücken. In nur 4 Jahren konnte diese Solarzellenklasse einen rasanten Anstieg in der Effizienz auf mittlerweile mehr als 20 % verzeichnen. Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, das Potential, aber auch die fundamentalen Aspekte neuer Perowskit-Solarzellen in Einzelzellen und in ihrer Anwendung in Tandemzellen zusammen mit CIGS-Basis-Zellen auszuloten, um die Effizienzen jenseits der Werte der Einzelzellen anzuheben. Ausgehend von der Entwicklung neuer Perowskitmaterialien und der Optimierung der Einzelzellen werden neue Zellarchitekturen und Kontaktschichten evaluiert und schließlich in sowohl mechanisch gestapelten als auch in monolithisch integrierten Tandemzellen integriert. Damit soll die Effizienz im Vergleich zu den Einzelzellen deutlich gesteigert werden.