Das Projekt "Large grained, low stress multi-crystalline silicon thin film solar cells on glass by a novel combined diode laser and solid phase crystallization process (HIGH-EF)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Photonische Technologien e.V. durchgeführt. Objective: HIGH-EF will provide the silicon thin film photovoltaic (PV) industry with a unique process allowing for high solar cell efficiencies (potential for greater than 10 percent) by large, low defective grains and low stress levels in the material at competitive production costs. This process is based on a combination of melt-mediated crystallization of an amorphous silicon (a-Si) seed layer (less than 500 nm thickness) and epitaxial thickening (to greater than 2 mym) of the seed layer by a solid phase crystallization (SPC) process. Melting the a-Si layer and solidifying large grains (about 100 mym) will be obtained by scanning a beam of a diode laser array. Epitaxial thickening of the large grained seed layer (including a pn-junction) is realized by deposition of doped a-Si atop the seed layer and a subsequent SPC process by way of a furnace anneal. Such a combined laser-SPC process represents a major break-through in silicon thin film photovoltaics on glass as it will substantially enhance the grain size and reduce the defect density and stress levels of multi-crystalline thin layers on glass compared e.g. to standard SPC processes on glass, which provide grains less than 10 mym in diameter with a high density of internal extended defects, which all hamper good solar cell efficiencies. It is, however, essential for the industrial laser-SPC implementation that such a process will not be more expensive than the established pure SPC process. A low cost laser processing will be developed in HIGH-EF using highly efficient laser diodes, combined to form a line focus that allows the crystallization of an entire module (e.g. 1.4 m x 1 m in the production line or 30 cm x 39 cm in the research line) within a single scan. Specific attention has been given to identify each competence needed for the success of the project and to identify the relevant partners forming a balanced, multi-disciplinary consortium gathering 7 organizations from 4 different member states with 1 associated country.
Das Projekt "Einsatz der Fernmesstechnik fuer die Messung von Kraftfahrzeug-Abgasen in Strassen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Battelle-Institut e.V. durchgeführt. Das Fernmesssystem, das in einem vorangegangenen Vorhaben konzipiert, als Labormuster aufgebaut und im Laboratorium sowie in ersten Feldmessungen auf dem Gelaende des Battelle-Instituts getestet wurde, soll im praktischen Einsatz erprobt werden. Das Messsystem arbeitet nach dem Prinzip der differentiellen Absorption (DAS) unter Verwendung einer Bleisalz-Laserdiode im nahen Infrarot-Bereich. Zur Vorbereitung des praktischen Einsatzes ist ein Messprogramm aufzustellen und das Messsystem zur Anpassung an die Umgebungsbedingungen weiterzuentwickeln. Ausserdem muessen die noch fehlenden spektroskopischen Daten ermittelt werden. Eine vorlaeufige Kosten-Wirksamkeits-Analyse soll fortgeschrieben werden.
Das Projekt "Vorhaben: Entwicklung von Messtechnik für die Kombination von Bottom- und Vertikal-Offshore Longterm Monitoring" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kongsberg Maritime Contros GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Ziel des CONTROS-Beitrags ist die Entwicklung eines Sensorpaketes, welches kleinste Konzentrationsänderungen von CH4,C2H6 und polyaromatischen Kohlenwasserstoffen detektiert, um Leckagen an Offshorstrukturen schon in einem sehr frühen Stadium erkennen zu können. Über ein zu entwickelndes Fahrstuhl-Float wird die Detektion auch vertikal in d. Wassersäule möglich. Da diese Sensorik im FLEXMOT-System für Langzeiteinsätze vorgesehen ist, muss insbesondere die Ansteuerung und Auswertung der Laserdioden (Sens.) so entwickelt werden, dass der Energiebedarf minimiert wird. Durch ein zu entw. Energiemanagement wird der Energiebedarf max. reduziert bei einem Einsatz Unterwasser und unter extremen Bedingungen. 2. Arbeitsplanung: Elektronikentwickl. und Konstrukt. vorausgewählter Sensorkonz. f. CH4, C2H6 und Einbindung von PAH, Ström., Sal., T. und Druck. Durch Einsatz von Laserdioden wird die Nachweisgrenze für Methan (2 bis 4 nmol/l) erreicht. Weiter soll d. Unterscheidung von Ethan und Methan durch Messung b. unterschiedlich opt. Wellenlängen erreicht werden. Dadurch können natürl. Gasaustritte von Leckagen unterschieden werden. Die Laserdioden messen hinter einer Membran i. d. Gasphase. Die Membran lässt kein Wasser durch, nur Gase 1. Entw. Sensorpaket 2. Entwicklung des Fahrstuhl-Floats 3. Entw. Antifouling f. F.-Float 4. Entw. Niedrigenergieantrieb F-Float 5. Vorbereit. Feldtests und Durchführung 6. Nachbereitung und Optimierung, Verwert.
Das Projekt "Spurengasmessung mittels Diodenlaser - Spektroskopie an Bord der Meteor zur Aufklaerung atmosphaerischer Radikal-Chemie (Meteor-Fahrt Nr. 6)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. Diese Messkampagne wurde auf dem Forschungsschiff Meteor waehrend der ersten vier Fahrtabschnitte der Reise Nr 6, 1987/88, durchgefuehrt. Die Messungen erstreckten sich vor der Westafrikanischen Kueste in einem Gebiet von 25 Grad N - 1 Grad S und 28 Grad W bis zur Kueste sowie entlang der Elfenbeinkueste. Ein neu entwickeltes 4-Laser-Absorptionsspektrometer mit durchstimmbaren Bleisalz-Laserdioden war eingerichtet, die Spurengase NO2, HCHO, CO und H2O2 gleichzeitig zu messen. Zusaetzlich wurde O3 mit einem kommerziellen UV-Photometer gemessen. Weiterhin standen navigatorische und meteorologische Daten des Schiffes zur Verfuegung. Die Stundenmittelwerte der gemessenen Spurengasmischungsverhaeltnisse liegen in Gebieten maritimer Reinluft (10 Grad - 15 Grad N, 25 Grad bis 28 Grad W) typisch bei 20 pptv NO2, 300 pptv HCHO, 115 ppbv CO, 1,5 ppbv H2O2 und 34 ppbv O3. Einfluesse von maritimen und kontinentalen Spurengasquellen wurden westlich von Mauretanien, suedwestlich von Dakar sowie entlang der Elfenbeinkueste beobachtet. Die Mischungsverhaeltnisse entlang der Elfenbeinkueste erreichen Werte von bis zu 2 ppbv NO2, 6 ppbv HCHO, 400 ppbv CO, 6 ppbv H2O2 und 70 ppbv O3.
Das Projekt "Spectroscopy using optical fibres in the marine environment" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fachbereich Physik, Optisches Institut durchgeführt. General Information/Introduction: The EC has a firm commitment to monitor and maintain the health of our oceans, manifested in programmes like GOOS, HDP, MAST etc. Man made sewage brought into the sea by rivers and treatment plants is subject to rapid changes in the marine environment. These changes make it difficult to assess the processes governing the pollutants and their impact on the affected regions. Current State of the Art. Conventional sampling in estuaries and coastal regions delivers accurate and comprehensive data for a series of measurement points. However, the known strong variations in concentrations, and other inherent problems render sampling methods unsuitable for the collection of the required data. What is needed for this purpose are in-situ methods. Objective and Innovative Aspects. This project aims to demonstrate the feasibility of using fiber optical probes in the marine environment for in-situ measuring purposes. The measurement principles are based on well known spectroscopic methods like fluorescence, absorption, scattering and refraction. However they use innovative fiber optical chemical sensors where optic fibers deliver radiation to and from the sample and also form the sensor itself. Developments in fiber optical chemical sensors are tremendous. In addition, key components and technologies like laser diodes, CCDs and fiber technology are thus far developed to allow for this ambitious Description of Instrument. The device will consist of four fiber optical sensors (opt odes) linked to a core optical instrument for spectroscopic analysis. Laser diode sources and detector will be under-water with only the control unit and data processing on board. For the demonstration stage the following currently relevant analytes will be monitored; Heavy metals: Cu, Pb and Zn, chlorinated hydrocarbons: tri- and tetrachloroethylene and aromatic hydrocarbons: PAH Main Steps of Work Programme. Laboratory Development of Optodes - higher than Construction of Core Optical Instrument - Construction of Marinised Optodes - higher than Tests under Controlled Field Conditions - Field Tests of Buoy at Referenced Site - higher than Profiling Tests with Tow-body Results expected - in-situ measuring device for pollutants in effluent streams, sewage outlets and estuaries - rapid all optical system totally non-intrusive technology - modular design with envisaged future developments of additional analyte monitoring and possible long-term unmanned operation.
Das Projekt "Symposium ueber Spurengasanalyse mit abstimmbaren Diodenlasern '3rd international Symposium on Monitoring of gaseous Pollutants by tuneable Lasers' 17.-18.10.1991 in Freiburg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik durchgeführt. Das Fraunhofer-Inst. fuer physikalische Messtechnik (IPM) plant nach zwei 1986 und 1988 erfolgreich durchgefuehrten Vorgaengertagungen das '3rd International Symposium on Monitoring of gaseous Pollutants by tunable diode Lasers' vom 17. - 18.10.1991 im IPM mit etwa 100 Wissenschaftlern und Anwendern aus den Bereichen Umweltanalytik und Laserspektroskopie. Durch angemeldete und eingeladene Vortraege, die fuer ein Konferenzband gesammelt werden, soll der internationale Stand der Diodenlasermesstechnik in Bezug auf atmosphaerische Spurengasmessung, Analyse von Schadstoffemissionen, Fortschritt bei Techniken und Komponenten und spezielle Anwendungen dargestellt und diskutiert werden. Einen Schwerpunkt wird hierbei die Umsetzung von Ergebnissen des Eurotrac-Unterprojektes JETDLAG in umweltanalytische Anwendungen bilden. Nach den Erfahrungen mit den bisherigen zwei Symposien gibt es weltweit keine Tagungen mit vergleichbar intensivem Erfahrungsaustausch.
Das Projekt "Vorhaben: Modularer Dioden-Linienlaser im blauen Spektralbereich mit 4 kW Ausgangsleistung zur Fouling-Entfernung unter Wasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Laserline Gesellschaft für Entwicklung und Vertrieb von Diodenlasern mbH durchgeführt. Nach wie vor wird in der Seeschifffahrt dringend nach Verfahren zur Foulingbekämpfung gesucht. Blaue Laserstrahlung bietet die Möglichkeit, durch die letale Schädigung der Organismen in marinem Bewuchs eine Option für diese Aufgabe zu sein. Nachdem die prinzipielle Wirksamkeit einer Bestrahlung von Fouling unter Wasser durch blaue Laserstrahlung zur Fouling Entfernung im Forschungsvorhaben 'FoulLas' belegt wurde, wird mit dem Folgevorhaben 'FoulLas²' das Ziel verfolgt, die gewonnenen Erkenntnisse vom Labormaßstab in ein anwendungsfähiges System zu überführen. Die Schlüsselaufgaben in diesem Forschungsvorhaben liegen in der Kombination der Strahlquelle mit einer mobilen Plattform, wobei die Strahlquelle bezüglich Bestrahlungsbreite und Laserleistung auf ausreichend hohe Flächenleistungen skalierbar ist. Im Teilvorhaben Modularer Dioden-Linienlaser im blauen Spektralbereich mit 4 kW Ausgangsleistung zur Fouling-Entfernung unter Wasser wird daher ein modularer Linienlaser entwickelt und aufgebaut. Dieser Linienlaser wird kein fasergekoppelter Diodenlaser, sondern ein Direktstrahler. Das Laserlicht aus den Diodenlasern wird durch geeignete Optiken direkt auf die zu bestrahlende Fläche geführt. Die Diodenlaser selbst werden in den Modulen so angeordnet, dass sich ein linienförmiger Fokus ergibt. Jedes Modul bestrahlt eine Breite von 200 mm und liefert eine optische Leistung bis zu 4 kW. Durch die Ausgestaltung von Gehäuse und den Anschlüssen der Versorgungsleitungen können Module zu großen Linienlängen kombiniert werden, wobei sich der linienförmige Fokus nahtlos fortsetzt. Dieses Konzept ermöglicht eine Skalierung von Linienbreite und Laserleistung ohne die Einschränkungen, die ein fasergekoppelter Aufbau hat. Neben der Entwicklung des eigentlichen Direktstrahlermoduls sind die Integration dieses Moduls in die erforderliche Systemtechnik, wie Steuerung und Versorgung, sowie die Adaption an die Handhabungseinheit Hauptaktivitäten in diesem Teilvorhaben.
Das Projekt "Messung der stratosphaerischen H2O- und CH4-Konzentrationen mit Hilfe von NIR-Diodenlasern/Teil Universitaet Bremen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 1 Physik,Elektrotechnik, Institut für Umweltphysik,Fernerkundung durchgeführt. Das Vorhaben dient dem Bau und dem Einsatz eines flugtauglichen, diodenlasergestuetzten Prototyps zur Messung atmosphaerischer Spurengase auf hochfliegenden Plattformen wie Ballonen und Flugzeugen. Die neuartige und in Zukunft (auch in der Industrie) vielfaeltig einsetzbare Technik soll vorerst auf die - insbesondere fuer die Klima- und Stratosphaerenforschung aeusserst wichtigen - Spurengase Methan (CH4) und Wasserdampf (H2O) angewendet werden. Nach einer ca. einjaehrigen Labor- und Testphase soll ein ca. 40 kg schwerer flugtauglicher Diodenlaserspektrometer gebaut und erprobt werden. Die projektierte Aufloesung dieses Prototyps liegt in der Stratosphaere fuer beide Spurengase zwischen 0.02 ppmv und 0.1 ppmv. Die spaetere Umstellung auf andere Spurengase oder auf Bodenmessungen ist problemlos moeglich.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Bau einer Anlage für laserbasierte Schneid- und Wärmebehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karl H. Arnold Maschinenfabrik GmbH & Co. KG durchgeführt. Entwicklung und Aufbau einer 3D-fähigen Anlage für die Kombination des Schneid- und Wärmebehandlungsprozesses - Aufbau einer Demonstratoranlage bei einem Endanwender - Einbindung des hybriden Optikkopfes inklusive einer zusätzlichen Achse zur Abstandregelung sowie einer Standard-Zoomoptik für Diodenlaser - Schnellwechselkonzept für die Bearbeitungsköpfe - Realisierung einer doppelten Strahlführung für Dioden- und Faserlaser Nach Auswahl von Demonstratorbauteilen wird das Anlagen-Pflichtenheft erstellt. Dann erfolgt die Entwicklung des Antriebskonzeptes und das Konzept zur Integration der Hybridoptik. Nach Bau und Inbetriebnahme der Laseranlage erfolgt die Verlagerung zu Fa. Kirchhoff als Endanwender. Aufbau und Inbetriebnahme mit Bedienereinweisung bei Fa. Kirchhoff.
Das Projekt "DECOR: Der Einfluss der Dynamik auf die Zusammensetzung und den Transport von klimarelevanten Spurenstoffen in der extratropischen oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) durchgeführt. Die Quantifizierung der Effekte von Transport, Mischung und chemischer Prozessierung von klimarelevanten Spurengasen in der extratropischen oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre (UTLS) ist von großer Bedeutung für das Verständnis des Strahlungsbudgets der Atmosphäre. Dynamische Systeme wie der Jetstream, der Asiatische Monsun, Schwere- und Rossbywellen verändern die Verteilung und den Transport von Spurenstoffen in der UTLS und beeinflussen dadurch das Klima. Ziel des Projektes ist es die Veränderung der Zusammensetzung und des Transports in der UTLS durch diese dynamischen Systeme zu untersuchen. Ein spezifischer Fokus liegt hierbei auf den Spurengasen H2O, O3, Stickoxid- und Halogenverbindungen sowie Zirren. Zu diesem Zweck wird das Atmosphärische chemische Ionisations-Massenspektrometer AIMS und das durchstimmbare Diodenlaser Hygrometer WARAN bei WISE eingesetzt. Erfolgreiche erste Messungen wurden bereits während der Kampagnen TACTS/ESMVal, ML-CIRRUS und POLSTRACC/GW-Cycle/SALSA durchgeführt. Der Nachweis mit dem Reagenzien SF5- wurde bislang zur Messung der Spurengase HCl, HNO3, SO2 und HONO verwendet. In diesem Projekt schlagen wir den quantitativen Nachweis von ClONO2 und HBr mit AIMS als Weiterentwicklung vor. Im Rahmen der WISE Mission liegt der Fokus auf der quantitativen Bestimmung der Beiträge von stratosphärischem O3 und HNO3 in der UTLS abgeleitet aus dem stratosphärischen Tracer HCl. Transportprozesse und ihr Einfluss auf die Inversionsschicht der Tropopause (TIL) werden in Abhängigkeit von Breite und dynamischer Situation untersucht . Tracer-Tracer Korrelationen in der extratropischen Tropopausen Schicht werden eingesetzt um den Mischungszustand in und oberhalb dieser Schicht zu charakterisieren. Unsere in-situ Messungen werden zur Validierung der Fernerkundungsinstrumente GLORIA (HNO3, ClONO2, H2O und SO2), DOAS (HONO, Bry) und WALES (H2O) herangezogen. Der Einfluss von Eiswolken und kaltem Aerosol auf die Spurengaszusammen in der polaren UTLS wird mit Daten der Mission POLSTRACC bestimmt. Die Aufnahme von HNO3 in Eis und die Bildung von kondensierten Salpetersäure/Wasser Kondensaten ist bei tiefen Temperaturen unzureichend verstanden. Diese Fragestellungen werden aus Messungen von Wasser, gasförmiger HNO3 und HNO3 in Eispartikeln beantwortet. Tracer-tracer Korrelationen der Chlor- und Stickoxidverbindungen werden benutzt um die Verteilung von Chloraktivierung und De- und Nitrifizierung zu bestimmen. Unsere Messungen dienen dazu das Verständnis des Einflusses dynamischer und heterogener chemischer Prozesse auf die Verteilung klimarelevanter Spurengase in der UTLS zu verbessern.
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| Förderprogramm | 99 |
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