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 "Heterostrukturen auf Si-Basis fuer Duennschichtsolarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hahn-Meitner-Institut Berlin GmbH, Institutsteil Berlin-Adlershof, Bereich A Angewandte Physik, Abteilung Photovoltaik durchgeführt. Das Projekt hat zum Ziel, photovoltaische Duennschichtsolarzellen auf Si-Basis herzustellen und zu untersuchen. Es soll erkundet werden, ob der Einsatz von Heterouebergaengen mit Siliziumverbindungen gegenueber der reinen Si-Zelle Vorteile bringt. Schwerpunkte der Arbeiten werden die Erprobung und Optimierung von technologischen Verfahren sowie von Materialkombinationen sein, die im Vergleich zu einkristallinen Si-Solarzelle eine Reduzierung der Herstellungskosten erwarten lassen, gleichzeitig aber einen Wirkungsgrad von groesser als 10 v.H. und eine genuegend hohe Langzeitstabilitaet gewaehrleisten. Fuer die zu realisierenden Schichtsysteme sind folgende Materialien vorgesehen: Mikrometer-Si, A-Si, M-SIC, SIOXNY, SIPOS, SIXGEY und SILIZIDE. Die Schichtabscheidung wird (neben der PVD) vor allem mit einer modernen Anlagenkonzeption der CVD erfolgen. Besondere Aufmerksamkeit soll ferner der Anwendung von Niedertemperaturverfahren (anodische Oxydation)zur Oberflaechenpassivierung gewidmet werden.
Das Projekt "Polykristalline Duennschichtsolarzellen mit hohem Wirkungsgrad" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Physikalische Elektronik durchgeführt. Solarzellen, deren leistungsbezogene Herstellungskosten erheblich niedriger sind als bei den gegenwaertig auf dem Markt befindlichen Systemen, sollen entwickelt werden. Dies ist durch Steigerung des Wirkungsgrads, Anwendung der Duennschichttechnik auf kostenguestigen Glassubstraten und Entwicklung von auf grosse Flaechen umsetzbaren Abscheideverfahren fuer die Halbleiterduennschichten zu erreichen. Hierzu sollen die Chalkopyrithalbleiter CuInSe2, CuGaSe2, CuInS2 und deren Legierungen als Absorberschicht und Heterouebergaenge mit ZnO als Fensterschicht eingesetzt und durch intensive Untersuchung der grundlegenden Eigenschaften von Material und Bauelementen der maximal moegliche Wirkungsgrad dieses Materialsystems abgeschaetzt werden. Ein Wirkungsgrad gleich 16 Prozent fuer Laborzellen soll erreicht werden. Die Arbeiten sollen eine breite Basis fuer die technische Realisierung von Duennschichtsolarzellen auf der Basis von Chalkopyrithalbleitern legen und die Umsetzung der Herstellungsverfahren in Produktionsprozesse ermoeglichen.
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.
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