Das Projekt "Untersuchungen zu den technischen Moeglichkeiten der Verwertung und des Recyclings von Solarmodulen auf Basis von kristallinem und amorphem Silicium" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Pilkington Solar International durchgeführt. Zielsetzung: Im Rahmen des Projektes sollte ein moeglichst umfassendes Modulrecycling unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten bevorzugt werden. Ein sogenanntes 'Downcycling', d.h., die Verwendung der getrennten Modulkomponenten in geringwertigen Produkten sollte nur dort durchgefuehrt werden, wo mit vertretbarem Aufwand keine Rueckfuehrung in hochedle Produkte mehr moeglich war. Fuer die Bewertung der untersuchten Verfahren wurden die folgenden Kriterien herangezogen: - moeglichst vollstaendige Rueckfuehrung, - Trennung in die reinstmoeglichen Komponenten, - Verwendung energiesparender Trennverfahren, - Beruecksichtigung der Oekobilanz beim Recycling, - technische Realisierbarkeit in der Zukunft, - Intergrationsmoeglichkeit in vorhandene Verfahren, - Analyse der Wirtschaftlichkeit. Arbeitsprogramm: In einer experimentellen Studie wurden die Moeglichkeiten des Recyclings von Solarmodulen sowohl unter oekologischen wie auch oekonomischen Gesichtspunkten untersucht. Dabei wurde besonderer Wert auf verschiedenen physikalische und chemische Trennverfahren gelegt. Auch die Nutzbarkeit von bereits etablierten Trennanlagen, wie solche fuer das Verbundglasrecycling, wurde beruecksichtigt. Aktueller Stand der Arbeiten: Mit der Rueckgewinnung der unbeschaedigten Solarzellen bzw. Siliziumwafer aus dem Modulverbund bietet sich ein Weg, das Recycling unter wirtschaftlichen und energetischen Gesichtspunkten optimal durchzufuehren. Dies gelingt durch die besonders schonende Verbrennung der ohnehin nicht recycelfaehigen Verbundkunststoffe des Modules. Zurueck bleiben das Glas, das wieder zur Flachglasgewinnung verwendet werden kann, die Metalle, die in die entsprechende Verwertung gehen, sowie die Solarzellen. Nach der Reinigung der Solarzellen und der Entfernung der Oberflaechenschichten lassen sich die so erhaltenen Siliziumscheiben in ausgezeichneter Qualitaet wieder neu zu Solarzellen verarbeiten, die sogar hoehere Wirkungsgrade als zuvor aufweisen koennen. Durch den Entfall des aufwendigen und energieintensiven Erschmelzens von Siliciumkristallen und dem Saegen zum Wafer wird in erheblichem Masse Energie eingespart, die eine Wiederverwertung der Solarzellen besonders erstrebenswert macht. Das thermische Verfahren leistet auch bei der Trennung von Duennschichtmodulen gute Dienste.
Das Projekt "Fortgeschrittene Solarzellen aus kristallinem Silizium" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. General Information/1. Objectives: The objective of this project is: the development of at least one advanced, crystalline silicon solar cell technology with the following characteristics: - better commercialisation aspects than the standard technology. a design that can be easily used on larger substrates for large scale power production higher efficiencies than standard crystalline silicon solar cells made by the most comparable technology. 2. Technical approach: The project is divided in three parts. First the different solar cell designs are discussed and simulated by computer programmes. The common problems like increased recombination, shunting as well as series resistance are examined. In the second phase the solar cells must be produced according to the cell designs as defined in phase one. The cell process parameters must be optimised to testify the potential of the designs. In a third phase concepts will be developed to improve laboratory-scale methods to a large-scale production level and a complete technology from starting material up to module design will be worked out. 3. Expected achievements and exploitation: The result will be an improved crystalline silicon solar cell technology with the following characteristics. It will be an all back-contact cell with improved efficiency and cost/Wp compared to 'standard' crystalline silicon solar cell technology. The processing procedure also includes how to make solar modules taking advantage of the back-side contact characteristic of the cells. Based on the better cost/Wp ratio a natural exploitation of the results is expected by replacing existing technology in future solar cell production lines. Prime Contractor: Netherlands Energy Research Foundation, Solar and Wind Energy; Petten/Netherlands.
Das Projekt "Fuer die Integration in Gebaeuden optimierte Photovoltaikmodule" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Angewandte Solarenergie - ASE GmbH durchgeführt. General Information: The aim of this project is the development of new designs of PV modules optimised for their use as building elements, with a common characteristic: the light transmittance through the module structure to allow the natural daylighting of inner rooms and offices. Between the possible applications of this kind of modules, three building integration applications have been selected: glazed facades, windows and grazing atria. Conventional solar cells will be used, considering the three technologies of Silicon cells: mono-, multi-crystalline and amorphous Silicon solar cells. The associated partners will focus their efforts in the optimisation of PV modules for these applications taking into account several inter-related subjects currently not well characterised under the operating conditions of building integration systems: the electro-optical, thermal and luminous (light transmittance) behaviour of modules. These aspects have a relevant impact on the comfort of the indoor environment and the final-user's quality-of-life. The research on these subjects will conduct to an optimisation process of PV module designs, where parameters such as, e.g., the cell size and separation (for c-Si cells), the device thickness/transmission ratio (for a-Si), the electrical interconnection, the module structure based on a double glass configuration, the passive-cooling methods, the support structures and installation methods or the user safety will be especially considered, without neglecting the building aesthetic and a cost-effective design. To analyse these important subjects, two European R and D centres (CIEMAT and ECN) and three PV module manufacturers (ISOFOTON, ASE and PST) will join their experience and facilities in this RTD project. The work programme will be developed in four consecutive stages: - Preliminary measurements on different types of m-Si, p-Si and a-Si modules and cells coming from the current production models of the manufacturers to determine its constraints and the aspects that should be improved for building integration applications. - Module design and optimisation. Definition of the optimum PV module (for each one of these applications) with reference to its structure (cell size/area, inter-cell separation, front and back covers) and to the PV system (frames and junction boxes, endurance tests, electrical configuration, etc.). - Manufacturing. Each manufacturer will produced several samples with two different module designs according to the conclusions inferred in the previous studies. - Characterisation and Evaluation. Complete characterisation of the prototypes. Economic evaluation. The expected achievements through the execution of the project are as follows: Prime Contractor: Centro de investigaciones energeticas, medioambientales y tecnologicas, departmento de energias renovables; Madrid.
Das Projekt "Duennschichtsolarzellen aus kristallinem Silicium" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die Weiterentwicklung der Duennschicht-Solarzelle auf der Basis des kristallinen Siliciums. Deren physikalische Grundlagen sind wohl inzwischen verstanden, doch fehlen noch wesentliche Schritte zu ihrer Realisierung auf wirtschaftliche Weise. Das Ziel der geplanten Arbeiten ist es, auf der Basis der mehrjaehrigen Vorarbeiten ein als guenstig erkanntes Gesamtkonzept fuer eine kristalline Silicium-Duennschichtzelle in allen Teilschritten zu studieren, optimale Varianten zu definieren und am Ende eine komplette Prozesskette vom Ausgangsmaterial bis zur fertigen Zelle zu demonstrieren. Die Untersuchungen werden sich auf die schnelle Gasphasen-Abscheidung (CVD) des Siliciums bei hohen Temperaturen stuetzen, gefolgt von einem Rekristallisationsschritt zur Kornvergroesserung. Die Abscheidung wird auf Substrate aus kostenguenstigem Silicium sowie aus Keramiken erfolgen. Zur Solarzellentechnologie werden neuartige Verfahren der Emitterherstellung und der einseitigen Kontaktierung erarbeitet. Das Erreichen akzeptabler Wirkungsgrade (mindestens 12 Prozent) auf technologisch interessanten Flaechen (mindestens 25 cm2ue ist ein wichtiges Teilziel des Vorhabens.
Das Projekt "Entwicklung neuer Technologien zur Erzielung hoechster Wirkungsgrade aus kristallinem Silizium" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Ziel dieses Projekts, im Verbund mit den Firmen Siemens AG, Muenchen, Telefunken electronic, Heilbronn und Wacker Chemitronic, Burghausen, Technologien zu entwickeln, um hoehere Wirkungsgrade an Solarzellen aus kristallinem Silizium zu erzielen. Durch die Verbundarbeit sollen die Firmen in die Lage versetzt werden, die Wirkungsgrade in ihrer Produktion erheblich zu steigern.
Das Projekt "Teilvorhaben: Defekte in kristallinem Silizium - Realstruktur und Defektverhalten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Kristallzüchtung (IKZ) im Forschungsverbund Berlin e.V. durchgeführt. Im Rahmen eines Gemeinschaftsvorhabens 'Defekte in multikristallinem Silicium' soll der Einfluss von Defekten in Silicium mehrerer Hersteller und der Einfluss verschiedener Solarzellen-Technologien auf die elektrischen Eigenschaften der Solarzellen untersucht werden. An diesem Vorhaben sind 7 weitere Forschungseinrichtungen beteiligt. Mehrere Industriepartner sind assoziiert. Das 'Institut fuer Kristallzuechtung' uebernimmt in diesem Vorhaben folgende Aufgaben: - Untersuchung verschiedener multi- und monokristalliner Ausgangsmaterialien mit Methoden der Realstruktur-Charakterisierung auf Existenz und Konzentration von Gitterdefekten und Ausscheidungen; Untersuchung des Defektchemismus. Ermittlung von Korrelationen zwischen den elektrischen Eigenschaften von Versuchs-Solarzellen und dem auftreten verschiedener Defektstrukturen. - Bestimmung von Restspannungen mit Infrarotmethoden.
Das Projekt "Entwicklung hocheffizienter bifacialer Rückkontakt-Siliciumsolarzellen und PV-Module für die industrielle Massenfertigung (BiBaC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Solarenergieforschung GmbH durchgeführt. Neue Verfahrensschritte von grundsätzlicher Bedeutung für das kostengünstige Herstellen von hocheffizienten Solarmodulen aus kristallinem Si werden entwickelt. Die Kombination neuer und bekannter Verfahren wird zu beidseitig lichtempfindlichen Solarmodulen führen. Zur Reduktion des Si-Verbrauchs und der Euro/Wp-Kosten tragen außer der Bifacialität auch der hohe Wirkungsgrad der Zellen (20 Prozent von vorne, 18 Prozent von hinten) sowie der Einsatz dünner Wafer bei. Alle neuen Verfahrensschritte sind mit dem Einsatz dünner Wafer kompatibel. Arbeitsplanung: (i) Evaluation der neuen Verfahrensschritte lokale Nasschemie, Kontaktieren durch amorphes Si mittels selbstjustierender Metallisierung und Laserstrukturieren. (ii) Mit neuen Verfahrensschritten werden bifaciale Solarzellen im Wechselspiel von Messungen und Simulationsrechnung auf industrierelevanten Substratmaterialien optimiert. (iii) Der Vorteil bifacialer Solarmodule wird im Vergleich zu monofacialen Modulen evaluiert. Die Industriepartner können sowohl einzelne Verfahrensschritte als auch komplette Prozessabläufe der entwickelten Technologie in Hocheffizienz- und Standardlinien für ein- und beidseitig lichtempfindliche Module einsetzen.
Das Projekt "Kristallines Silizium fuer Duennschichtsolarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Schicht- und Ionentechnik durchgeführt. Das Vorhaben beinhaltet die Entwicklung einer Duennschichtsolarzelle aus feinkristallinem Silizium auf kostenguenstigen Fremdsubstraten, geeignet fuer grossflaechige Anwendungen und herstellbar mit Niedertemperaturprozessen. Die Zelle soll als Bottomzelle in der Stapelstruktur a-Si/c-Si eingesetzt werden (Konzept der integrierten Zelle) und den langwelligen Teil des solaren Spektrums effektiv nutzen. Fuer die Herstellung feinkristalliner Absorberschichten sowie dotierter Funktionsschichten sind Entwicklungsarbeiten hinsichtlich Nukleation auf Fremdsubstraten, kristallines Wachstum mit hinreichend hohen Raten sowie Untersuchungen der strukturellen und optoelektronischen Eigenschaften notwendig. Zur Bestimmung der Solarzelleneigenschaften werden Strom- Spannungsmessungen und spektrale Quantenausbeute eingesetzt sowie zum detaillierten Verstaendnis Simulationsrechnungen durchgefuehrt. Die Entwicklung von Wellenleiterstrukturen zielt auf die Verwendung moeglichst duenner Absorberschichten hin.
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