Das Projekt "Entwicklung wissenschaftlicher und technischer Grundlagen fuer die Herstellung von Duennschichtsolarzellen auf der Basis des a-Si:H und myc-Si:H mit der 'Hot-Wire'-Depositionstechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachbereich Physik durchgeführt. Im derzeit laufenden Projekt ist trotz unguenstiger Randbedingungen nachgewiesen worden, dass hocheffiziente a-Si-Duennschichtsolarzellen (n = 10,4 v.H.) mit den 'Hot-Wire'-(HW)-Verfahren hergestellt werden koennen. Der HW-Depositionsprozess weist zahlreiche Vorteile fuer die industrielle Abscheidung von a-Si-basierenden Duennschichtsolarzellen auf (einfache Geraeteausruestung, hohe Depositionsrate fuer 'device quality'-Material, stabilere Schichten, keine Plasmainstabilitaeten, grosse Flexibilitaet bei der Schichtabscheidung und Grenzflaechengestaltung). Mit einer Mehrkammeranlage sollen Einfach- und Stapelzellen mit grossem stabilisierten Wirkungsgrad und hoher Depositionsrate abgeschieden werden. Die Integration von mikrokristallinen Teilzellen in eine Stapelstruktur soll erprobt werden. Die technisch-praktische Relevanz des HW-Verfahrens soll durch eine grossflaechige (30 x 30 cm2) Abscheidung von Pin-Zellen (mit n = 10 v.H.) nachgewiesen werden. Aufgrund der extremen Empfindlichkeit bei der Gestaltung von Grenzflaechen (Wachstumskontrolle mit der In-situ-Ellipsometrie) sollten mit der aufzubauenden Apparatur auch c-Si/a-Si-Heterostruktur-Solarzellen optimal gestaltet werden koennen. Die Einsetzbarkeit des HW-Verfahrens fuer die Herstellung von HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer)-Zellen mit n = 20 v.H. soll deshalb getestet werden. Aufbauend auf den positiven Ergebnissen des vorangehenden Projektes (prinzipielle Machbarkeitsstudie) sollen alle a-Si:H/myc - Si:H - Halbleiterschichten von Duennschichtsolarzellen mit den sog. 'Hot-Wire'-Verfahren hergestellt werden. Es sollen sowohl Einfach- als auch Stapelzellen mit pin- und nip-Struktur erforscht und entwickelt werden. Es wird ein Wirkungsgrad von etwa groesser 10 Prozent angestrebt. Ausserdem soll nachgewiesen werden, dass das Verfahren auch eine adaequate Abscheidung auf grossen Flaechen ermoeglicht (technisch-praktische Relevanz). Auch die Einsetzbarkeit des Verfahrens fuer die Herstellung von effizienten c-Si/a-Si-Heterostruktur-Solarzellen soll getestet werden.
Das Projekt "Massen- und Energiebilanzen fuer die Herstellung von CiS-Duennschichtzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für praktische Energiekunde, Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. durchgeführt. Energieversorgungsanlagen auf der Basis regenerativer Energiequellen werden in der oeffentlichen Diskussion die Eigenschaften zugeschrieben, eine besonders umweltfreundliche und unerschoepfliche Energietechnologie zu sein. Allerdings wird dabei haeufig vernachlaessigt, dass die Herstellung der Anlagen, aufgrund der im allgemeinen geringen Leistungsdichte der Energiequellen, mit einem vergleichsweise hohen Material- und Energieaufwand verbunden ist. Ziel dieser Arbeit ist es, basierend auf einer detaillierten Prozesskettenanalyse und Verfahrensbeschreibung, Massenbilanzen fuer Chalkopyrit-Solarzellen zu erstellen, die es ermoeglichen die in einen Prozessschritt eintretenden Stoffe ueber moegliche Umwandlungsreaktionen bis hin zur 'Abgabe an die Umwelt' zu verfolgen. Neben der Belastung der Umwelt mit Rest- und Abfallstoffen aus der Fertigung ist fuer die Bewertung einer energietechnischen Zukunftsoption vor allem der Kumulierte Energieaufwand von Bedeutung. Der primaerenergetisch bewertete Energieaufwand bildet die Basis fuer die Berechnung der energetischen Amortisationsdauer. Anhand der energetischen Amortisationsdauer lassen sich Aussagen darueber treffen, wie effizient eine Energietechnologie ist, d.h. in welchem Zeitraum sich die zur Herstellung aufgewendete Energie durch die Energieerzeugung der Anlage amortisiert hat.
Das Projekt "CIS-Solarzellen mit laserabgeschiedenen Absorberschichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Angewandte Photophysik durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Herstellung von Duennschicht-Solar-Zellen auf der Basis von Kupferindiumselenid (CIS)-Absorberschichten. Die Abscheidung der CIS-Schicht sowie der weiteren Schichten der Solarzelle sollen dabei mit der gepulsten Laserablation (PLD) erfolgen. Die Eigenschaften der Solarzellenschichten sollen mit neuartigen Methoden wie der zeitaufgeloesten Lumineszenz-Spektroskopie charakterisiert werden.
Das Projekt "Hochabsorbierende Verbindungshalbleiter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hahn-Meitner-Institut Berlin GmbH durchgeführt. Mit Hilfe breitangelegter, materialphysikalischer Grundlagenforschung sollen in diesem Vorhaben bereits bekannte Solarzellenkonfigurationen optimiert und neue Zellenkonzepte entwickelt werden. In erster Linie werden dabei Materialsysteme untersucht, die im Hinblick auf die Energiekonversion ein besonders guenstiges Preis/Leistungs-Verhaeltnis versprechen. Bei den Basismaterialien richtet sich das Hauptinteresse deshalb auf hochabsorbierende Verbindungshalbleiter, die aufgrund ihrer optischen Bandluecke fuer hocheffiziente Einzelzellen oder fuer Teilkomponenten in Multispektralzellen geeignet sind und sich auf kostenguenstige Weise (idealerweise mittels schneller Niedertemperaturverfahren) als homogene Duennschicht grossflaechig herstellen lassen. Angepasst an solche Basismaterialien muessen optimierte Fenstermaterialien und ohmsche Kontakte entwickelt werden. Fuer hocheffiziente Zellenkonfigurationen bieten sich schliesslich zu lokalen Materialmodifikationen oder Texturveraenderungen die HMI-spezifischen Ionenstrahltechniken und nasschemische Methoden an.
Das Projekt "Elektrische und optische Charakterisierung von kristallinen Silizium-Duennschicht-Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. durchgeführt. Vorcharakterisierung und Definition der Arbeitsschwerpunkte; Elektrische Eigenschaften einzelner Silizium-Koerner und der Korngrenzen; Passivierung von Bulk- und Korngrenzendefekten; Elektrische Charakterisierung fertig prozessierter Solarzellen; Optimierung der Passivierung von Rekombinationszentren.