Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung der TBA-Aufreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dockweiler Chemicals GmbH durchgeführt. GaAs und andere III/V-Halbleiterschichten sind die leistungsbestimmenden Strukturen von Hocheffizienzsolarzellen und LED. Diese Schichten werden im MOVPE-Verfahren unter Einsatz metallorganischer Präkursoren hergestellt. Mit dem aktuell eingesetzten Präkursor werden allerdings nur Abscheideausbeuten von kleiner als 5 % bezogen auf das eingesetzte Arsen erzielt. Der weitaus größte Teil des Arsens fällt im MOVPE - Prozess als Abfallstoff an, was letztendlich aus Umweltschutz- und Materialeffizienzgesichtspunkten nicht tolerabel und auch teuer ist. Ein deutlich sicherer As-Präkursor mit einer 5-10 fach höheren Abscheideausbeute ist Tertiärbutylarsin (TBA), der Herstell- und Qualifizierungsprozess für TBA ist allerdings sehr aufwändig und teuer. Ziel des Projektes ist es, einen deutlich verbesserten und kostengünstigeren Herstellprozess für TBA, aber auch den weiteren Gruppe V - Präkursor Tertiärbutylphosphin (TBP) in PV-Qualität entwickeln. Ergänzend dazu soll ein Konzept für die umweltgerechte Wiedergewinnung des Arsens entwickelt werden. 1. Initiale Aufreinigungsvariante des TBAs 2. Anpassung des Aufreinigungsequipments und des Prozesses hinsichtlich Zielreinheit3. Optimierung Aufreinigunsprozesses (Ziel: mind. 75% Zielreinheit)4. Finaler Aufreinigungsprozess (Ziel: 100% Zielreinheit)5. Anpassung des Prozesses zur Erhöhung der Ausbeute6. Erarbeitung des Aufreinigungsprozesses für TBP analog Punkte 1-5
Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung von alternativen Syntheserouten für Tertiärbutylarsin (TBA) und Tertiärbutylphosphin (TBP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachbereich Chemie durchgeführt. In diesem Teilprojekt geht es 1. um die Entwicklung einer alternativen Laborsynthese für TBA und TBP auf Basis von innovativen Reaktionsmedien und 2. um Verfahren zur Steigerung der Ausbeute, zur Steigerung der Reinheit, zur Verringerung toxischer Abfallmengen und zur Verwendung preisgünstiger Startverbindungen. In diesem Projekt werden parallel vier neue, innovative Synthesestrategien zur kostengünstigen und umweltschonenden Darstellung von TBA und TBP untersucht. Die Strategien beruhen zum einen auf der Verwendung ionischer Flüssigkeiten, die entweder als tert-Butyl- und Hydridquelle dienen oder auch PH2- oder AsH2-Ionen in die Synthese einführen. Zum anderen werden neue Strategien entwickelt, die ausgehend vom Element (Phosphor oder Arsen) oder ausgehend von gut zugänglichen cyclischen Verbindungen (z.B. (tBuAs)4) die Zielverbindungen durch Reduktion in hochsiedenden Lösungsmitteln generieren.
Das Projekt "Teilvorhaben: Industrielle Bewertung aus Anwendersicht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AZUR SPACE Solar Power GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines kostengünstigen, ressourceneffizienten Herstellverfahrens für Tertiärbutylarsin (TBA) (und Tertiärbutylphosphin (TBP) ) als Präkursoren für die MOVPE-Prozesse z.B. zur Herstellung von III/V-halbleiterbasierenden Solarzellen einschließlich aussagefähiger Materialqualifizierung und einem Rückgewinnungskonzept für Abfälle aus den MOVPE-Anlagen. Im Teilprojekt von AZUR SPACE sollen vor allem anwendungsrelevante Fragestellungen bearbeitet werden: den Antest der hergestellten TBA-Chargen mit Test- und Solarzellenstrukturen vergleichend zu 'konventionellen' Quellen in der Produktionsumgebung und eine detaillierte quantitative, qualitative und technologische und Bewertung der Abfallströme der MOVPE. Das Teilprojekt von AZUR SPACE umfasst AP4.3 und AP5.1, die in das Gesamtarbeitsplan integriert sind. Die erste Projektphase (ca. 18 Mon.) widmet sich einer detaillierten Untersuchung der Abfallströme in und nach dem MOVPE-Reaktor womit sowohl chemische Zusammensetzung als auch örtliche Lokalisierung der Epitaxie-Abfallprodukte evaluiert werden soll. Diese Arbeiten werden eine Vergleichsbasis für das Epitaxieprozess mit den entwickelten TBA/TBP Präkursoren schaffen, die in der zweiten Projektphase(18Mon.) in einem industriellen Reaktor getestet werden. Mit dem Projektpartner UMICORE sollen abschließend wirtschaftliche und umweltschutzrelevante Aspekte evaluiert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung eines ressourceneffizienten Herstellprozesses für TBA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umicore AG & Co. KG durchgeführt. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines kostengünstigen, ressourceneffizienten Herstellverfahrens für Tertiärbutylarsin (TBA) und Tertiärbutylphosphin (TBP) als Präkursoren für MOVPE-Prozesse zur Herstellung von III/V-halbleiterbasierenden photovoltaischen Zellen, einschließlich aussagekräftiger Materialqualifizierungen und einem Rückgewinnungskonzept für Abfälle aus MOVPE-Anlagen. AP2: Entwicklung eines ressourcenschonenden und kostengünstigen Herstellprozesses für Tertiärbutylarsin als Präkursor für die Herstellung von PV-Zellen mit einer deutlich, gegenüber den bestehenden Verfahren, gesteigerten Ausbeute bezogen auf Arsen im Gesamtprozess. AP4: Testung und Qualifizierung der hergestellten MOVPE-Präkursoren. AP5: Wirtschaftlichkeit und Umweltaspekte.