Das Projekt "Nanostrukturen für Hochleistungssolarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Australian National University, Centre for Sustainable Energy Systems durchgeführt. Die Energieumwandlung aus photovoltaischen Zellen ist eine seit vielen Jahrzehnten bekannte und hoch entwickelte Technologie. Für eine nachhaltige Energiegewinnung ist es allerdings notwendig Solarzellen kostengünstiger zu produzieren um mit fossilen Brennstoffen konkurrieren zu können. Die bei weitem am weitesten verbreitete und höchsten entwickelte Technologie basiert auf der Verwendung von Siliziumwafern. Diese Technologie ist aber aufgrund des hohen Preises von hochreinem Silizium sehr teuer. Anstatt der Verwendung relativ dicker Siliziumwafer können die Materialkosten mit Hilfe von Dünnschichttechnologien, oder Solarzellen der 'zweiten Generation' reduziert werden. Die Effizienz von Solarzellen kann durch Technologien der so genannten 'dritten Generation' signifikant verbessert werden. Sowohl für Solarzellen der zweiten bzw. der dritten Generation können höhere Absorption aus dem Sonnenlicht zu höheren Effizienzen führen. Plasmonische und photonische Effekte sind viel versprechende Methoden um höhere Effizienzen zu erzielen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es plasmonische Strukturen mittels des physikalisch-chemischen Prozesses 'Substrat Induzierte Koagulation' (engl. Substrate Induced Coagulation - SIC) herzustellen. Bis zum heutigen Tag behandelte kein Forschungsprojekt, diese physikalisch-chemische Methode. Substrat Induziere Koagulation hat ein herausragendes Potential Strukturen einerseits billiger und andererseits unter Wahrung der ursprünglichen Form, oder durch die Möglichkeit Partikel mit anderen, kleineren zu beschichten ('core-shell'-particles), eine Vielzahl an plasmonischen Strukturen herzustellen. Die geplante Grundlagenforschung über diesen Weg sollte es möglich machen, die Wechselwirkung zwischen Licht und plasmonischen Nanostrukturen besser zu verstehen und die Effizienz von Dünnschichtsolarzellen (a-Silizium) zu erhöhen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Rohrtargets für die Übergangsschicht zwischen Bottom- und Topzelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GfE Fremat GmbH durchgeführt. Für den Lochleiter von Perowskit-basierten Solarzellen ist Nickeloxid eine vielversprechende Dünnschicht. Um diesen Prozess für die Zukunft großflächentauglich zu machen, ist der Einsatz von elektrisch leitfähigen Rohrtargets für diese Schicht ein wesentliches Ziel des Projektes. Dabei müssen u.a. die Verunreinigungen des Targetwerkstoffes den Erfordernissen der Solarzelle angepasst werden, damit es nicht zu effizienzreduzierender Diffusion in die Solarelle kommen kann. In einem zweiten Schwerpunkt soll Zinkoxid als Alternative zum Indium-Zinnoxid (ITO) betrachtet werden. Indiumoxid als die Hauptkomponente des ITO's ist zum einen sehr teuer und zum anderen begrenzt verfügbar. Im Vergleich dazu ist Zinkoxid ein sehr preiswerter und gut verfügbarer Rohstoff. Um die ZnO-Rohrtragets bei der Fertigung der geplanten Tandemzelle einsetzen zu können, werden grundlegende Untersuchungen zur Verbesserung der Wärmeableitung durch die Bondung durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Wechselwirkung von Alkalibehandlungen an sequentiell hergestellten Absorbern mit trockenen Pufferschichten zur Wirkungsgradverbesserung von Cu(In,Ga)(S,Se)2 Solarmodulen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AVANCIS GmbH & Co. KG, Standort München durchgeführt. Das Vorhaben SUCCESS hat zum Ziel, die Effizienz und die Gleichförmigkeit/Homogenität von sequentiell hergestellten Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS) Dünnschichtsolarbauteilen zu verbessern. Dies soll durch eine effektive und kontrollierte Versorgung des CIGS Absorbers mit Natrium sowie mit schwereren Alkalielementen (wie z.B. Kalium oder Rubidium) realisiert werden. Die Behandlung der Oberfläche fertig abgeschiedener CIGS Dünnschichten mit schweren Alkalielementen hat kürzlich zu einer signifikanten Erhöhung des photovoltaischen Wirkungsgrades von Chalkopyrit-basierten Dünnschichtsolarzellen geführt. In SUCCESS werden die fertigungsrelevanten Zusammenhänge zwischen Absorberschichtherstellung, Dotierung mit Alkalielementen und den Eigenschaften der für die Qualität des resultierenden Bauteils entscheidenden Absorber/Puffer-Grenzschicht untersucht. Das dadurch gewonnene Verständnis wird der im Feld agierenden europäischen Industrie und den involvierten akademischen Instituten dabei helfen, die CIGS PV Technologie kompetitiver auf dem globalen PV-Markt platzieren zu können. Die wichtigsten Projektziele können wie folgt aufgeführt werden: 1. Bestimmung der besten Methode zur Natrium(Na)-Versorgung, die maximale Effizienz und Uniformität/Homogenität liefert und die vorteilhaften Ga/In sowie S/Se Tiefenprofile im CIGS Absorber erreicht. 2. Bestimmung der besten Methode zur Versorgung des CIGS Absorbers mit schwereren Alkalis unter Erhaltung der Uniformität/Homogenität und weiterer Erhöhung der Effizienz. 3. Erfolgreiche Verwendung einer trockenen Puffertechnologie im Zusammenspiel mit der etablierten Na- und schwereren Alkali-Versorgung. 4. Erfolgreicher Technologietransfer zu industriell hergestellten CIGSe Absorberschichten und Bauteilen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Verbesserung der Effizienz und Gleichförmigkeit von sequenziell hergestellten Cu(In,Ga)(S,Se)2 Solarzellen (Kontrollierte Dotierung, Wechselwirkung von Alkalinachbehandlungen)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH durchgeführt. Das Vorhaben SUCCESS hat zum Ziel, die Effizienz und die Gleichförmigkeit/Homogenität von sequentiell hergestellten Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS) Dünnschichtsolarbauteilen zu verbessern. Dies soll durch eine effektive und kontrollierte Versorgung des CIGS Absorbers mit Natrium sowie mit schwereren Alkalielementen (wie z.B. Kalium oder Rubidium) realisiert werden. Die Behandlung der Oberfläche fertig abgeschiedener CIGS Dünnschichten mit schweren Alkalielementen hat kürzlich zu einer signifikanten Erhöhung des photovoltaischen Wirkungsgrades von Chalkopyrit-basierten Dünnschichtsolarzellen geführt. In SUCCESS werden die fertigungsrelevanten Zusammenhänge zwischen Absorberschichtherstellung, Dotierung mit Alkalielementen und den Eigenschaften der für die Qualität des resultierenden Bauteils entscheidenden Absorber/Puffer-Grenzschicht untersucht. Das dadurch gewonnene Verständnis wird der im Feld agierenden europäischen Industrie und den involvierten akademischen Instituten dabei helfen, die CIGS PV Technologie kompetitiver auf dem globalen PV-Markt platzieren zu können. Die wichtigsten Projektziele können wie folgt aufgeführt werden: 1. Bestimmung der besten Methode zur Natrium(Na)-Versorgung, die maximale Effizienz und Uniformität/Homogenität liefert und die vorteilhaften Ga/In sowie S/Se Tiefenprofile im CIGS Absorber erreicht. 2. Bestimmung der besten Methode zur Versorgung des CIGS Absorbers mit schwereren Alkalis unter Erhaltung der Uniformität/Homogenität und weiterer Erhöhung der Effizienz. 3. Erfolgreiche Verwendung einer trockenen Puffertechnologie im Zusammenspiel mit der etablierten Na- und schwereren Alkali-Versorgung. 4. Erfolgreicher Technologietransfer zu industriell hergestellten CIGSe Absorberschichten und Bauteilen.
Das Projekt "Perosol" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Photovoltaik durchgeführt. Die Gründer des Perosol Start-ups beabsichtigen die Serienproduktion und den Vertrieb gedruckter Perowskit-Solarzellenfolien. Die Innovation des geplanten Gründungsgegenstands ist der Einsatz der Materialklasse der Perowskite als Absorber für Dünnschichtsolarzellen. Das Alleinstellungsmerkmal ist die Herstellung von ästhetischen, leichten, flexiblen und effizienten Solarzellen, hergestellt durch das R2R (Roll-to-Roll)-Druckverfahren mit Hilfe der Schlitzdüsenbeschichtung, eine etablierte Methode für die Herstellung gedruckter Elektronik, Li-Ion-Batterien, OLED Displays, etc.
Das Projekt "CUSTCO - Kostengünstige, skalierbare und stabile transparente leitfähige Oxide für Silizium-Solarzellen mit passivierenden Kontakten; Zelleintegration und Übertrag Industrierelevanter TCOs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Dieses Projekt zielt auf die Entwicklung industriell realisierbarer transparenter leitfähiger Oxide (TCO), um die Kosten für hocheffiziente Silizium-Solarzellen passivierten Kontakten zu senken. Während sich die Forschung und Industrie derzeit auf die Siliziumdünnschichten solcher Solarzellenkonzepte konzentrieren, wird sich das CUSTCO-Konsortium mit den erheblichen Auswirkungen des TCO auf die Kosten- und Leistungsverbesserungen und damit auf den Erfolg der Industrialisierung solcher Konzepte befassen. Während der Schwerpunkt auf den TCOs liegt, werden für einen ganzheitlichen Ansatz auch Fragestellungen rund um die Siliziumdünnschichten adressiert da die Kontakteigenschaften und damit die Leistung und Stabilität der Solarzellen durch das enge Zusammenspiel beider Schichten bestimmt werden. TCO-Materialien, die für Dünnschichtsolarzellen, Displays oder Sensoren bereits weit verbreitet sind, werden auf ihre Anwendbarkeit auf Solarzellen auf Silizium-Wafer-Basis getestet und neue Materialien werden erforscht oder angepasst. Während der typische Ansatz darin besteht, die TCOs für ein gegebenes Siliziumkontaktsystem zu optimieren, liegt der Fokus zunächst auf einer ganzheitlichen Bewertung der TCOs und der anschließenden Auswahl der vielversprechendsten Kontaktsysteme für die Zellintegration. Die Anwendung der entwickelten Kontakte auf Basis von a-Si oder SiOx/pc-Si ermöglicht ein breites TCO-Prozessfenster, um bisher unerforschtes Potenzial dieser Materialien zu nutzen. Ein wichtiger Aspekt des Projekts wird die Substitution oder zumindest eine drastische Reduktion von Indium sein, ein seltenes Element, das jedoch derzeit in TCO-Materialien am häufigsten verwendet wird.
Das Projekt "Teilvorhaben: Qualitätssicherung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation 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 "Entwicklung von nanoskaligen Trennmedien und Konstruktion einer kontinuierlichen Anlage für die Aufbereitung von PV-Modulen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von saperatec GmbH durchgeführt. Das Vorhaben der saperatec GmbH unterteilt sich in zwei Aufgabengebiete: Zum einen werden auf Basis vorhandener Erkenntnisse zu nanoskaligen Trennmedien herstellerspezifische Rezepturen mit wirtschaftlicher Trennwirkung im Labormaßstab entwickelt, mit denen Rohstoffe aus Dünnschichtmodulen zu über 95% zurückzugewonnen werden können. Zum anderen widmet sich das Projekt der Konzipierung einer automatisierten Anlagentechnik, durch die das entwickelte Trennverfahren industriell nutzbar gemacht werden soll. Die Notwendigkeit der Entwicklung ergibt sich aus der Tatsache, dass derzeitige kommerzielle Aufbereitungs- bzw. Verwertungsverfahren nicht in der Lage sind, den Modulverbund zu öffnen, um Rohstoffe wie Indium, Gallium, Germanium, Tellur, Selen, oder auch als gefährlich eingestufte Stoffe wie Cadmium wiederzugewinnen. Vielmehr finden umweltseitig als unbedenklich eingestufte PV-Module lediglich in geringwertigen Verwertungsstrukturen (Beispiel Schaumglasproduktion) Anwendung. Die strategischen Rohstoffe gehen verloren. Gefährlich eingestufter Abfall kommt in Sonderabfalldeponien zur Einbringung. Insgesamt betrachtet kann man davon ausgehen, dass die im Stand der Technik abgebildeten Recyclingaktivitäten zu einem Verlust wichtiger Rohstoffe für die Wirtschaft führen.
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 "Zentrum für Innovationskompetenz SiLi-nano - Nachwuchsgruppe Light-for-High-Voltage-Photovoltaics" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Physik, Zentrum für Innovationskompetenz (ZIK), Sili-nano durchgeführt. Zentrales Forschungsgebiet der NWG L4HVPV sollen Arbeiten für ein vertieftes Verständnis und die erhebliche Verbesserung des photovoltaischen Effekts in ferroelektrischen (multiferroischen) Materialien sein. Mittel- bis langfristiges Ziel ist es dabei, am Ende eine Hochvoltzelle zu ermöglichen, welche allein oder in Hybrid-Technologie mit etablierten PV-Materialien hocheffizient Solarstrom generiert. Das Projekt NWG L4HVPV ist der Untersuchung des photovoltaischen Effekts in ferroelektrischen und multiferroischen Materialien gewidmet. Es zielt darauf, die hohen offenen Klemmspannungen in multiferroischen Materialien, welche größer sind als die Bandlücke des Materials (dividiert durch die Elementarladung), zu nutzen, um effiziente und funktionale photovoltaische Zellen zu realisieren. Dies wird auf dem Wege der Herstellung ferroelektrischer und multiferroischer Materialien in Form von Bauelementen aus einkristallinen dünnen Schichten mittels der gepulsten Laserdeposition (PLD) erreicht. Das Projekt wird die ferroelektrischen Eigenschaften dieser Bauelemente mit dem photoelektrischen Effekt korrelieren, um auf diese Weise neue Wege für die Verstärkung des Effekts zu finden.
| Origin | Count |
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| Bund | 432 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 432 |
| License | Count |
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