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Found 14 results.

Teilprojekt 1; Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 1; Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Bereich Erneuerbare Energie, Institut für heterogene Materialsysteme durchgeführt. Projektziel ist die Charakterisierung der von den Partnern des Konsortiums hergestellten photokatalytisch-aktiven Materialien zur Untersuchung d. Wasserspaltung zu Wasserstoff und Sauerstoff. Dazu sollen eine Reihe von Standard-Analysetechniken eingesetzt u. modifiziert o. weiterentwickelt werden. Ein Schwerpunkt ist die in-situ-Analytik am BESSY (ISISS-Strahlrohr) für photokatalytische Untersuchungen eingesetzt u. weiterentwickelt werden. Ein zweiter Schwerpunkt ist die Herstellung von Halbleiterheteromaterialien (Komposite) und deren Austestung hinsichtlich der photokatalytischen Wasserspaltung (Device Entwicklung). 1: Wachstum von Halbleiter- Dünnschichten und Analytik/Charakterisierung;AP2: Herstellung und Charakterisierung von Kohlenstoffnitrid-Schichten auf Halbleiter-Dünnschichten; Testreaktionen zur Wasserspaltung;Oxidationschemie;AP3: Herstellung und Charakterisierung von Kohlenstoffnitrid- Nanoschichten auf Halbleitern (u.a. Chalkopyrit-Dünnschichten); Testreaktionen zur Wasserspaltung; Oxidationschemie;AP4: Herstellung und Charakterisierung von Hetero-Halbleiterstrukturen auf der Basis von TCOs und Chalkopyrit; neue Bauelemente und Prototypen. Aufbau eines Teststandes;AP5: In-situ-Synchrotronanalytik/ISISS-Strahlrohr-BESSY/ Koop. AK Schlögl,Beller/Junge, Brückner:- Stabilitätstest und Massenspektrometrie - In-situ PES/XAS-Charakterisierung unter Lichteinstrahlung bei ca.1mbar und Kopplung mit Massenspektrometrie

Massen- und Energiebilanzen fuer die Herstellung von CiS-Duennschichtzellen

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.

Teilvorhaben: Industrieller Kobedampfungsprozess

Das Projekt "Teilvorhaben: Industrieller Kobedampfungsprozess" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Manz CIGS Technology GmbH durchgeführt. Zentrales Thema der Forschungsarbeiten ist die Verkürzung der CIGS-Depositionszeit mit dem Ziel die Wettbewerbsfähigkeit der CIGS-Dünnschichttechnologie zu erhalten und zu steigern. Dies wird unterstützt durch die computerbasierte Beschreibung wichtiger Teilprozesse wie Diffusion, Kristallbildung, Wachstumskinetik, Gleichgewichtszustände, Alkali-Austausch, Alkali-Einbau ins Gitter, etc. Parallel dazu erfolgt die experimentelle Umsetzung in einer eigens für schnelle Abscheideprozesse optimierten Pilotanlage. Durch aufwändige analytische Verfahren und Untersuchungen werden Teilprozesse und Effekte des schnellen Wachstums und des Alkali-Einbaus detailliert erforscht. Hinzu kommen Beiträge zur Auswahl und zur experimentellen Verifizierung eines p-Verbindungshalbleiters zur Vorbereitung der monolithischen Tandem-Verschaltung (z. B. Chalkopyrit/Perovskit).

Subproject: Manz CIGS Technology GmbH

Das Projekt "Subproject: Manz CIGS Technology GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Manz CIGS Technology GmbH durchgeführt. Dünnschichtsolarzellen auf Basis von Chalkogenid-Absorberschichten sind aufgrund ihres herausragenden Energiewandlungswirkungsgrades von großem wissenschaftlichem und wirtschaftlichem Interesse. Der Nachteil dieser Technologie besteht in der Verwendung von teuren und nur begrenzt verfügbaren Elementen wie Indium und Gallium. Im Rahmen dieses Projektes werden daher zwei Ansätze zur Lösung des Problems behandelt: Deutliche Verringerung der Absorberschichtdicke von Cu(In,Ga)(Se,S)2 und Ersetzung von Indium und Gallium durch die Elemente Zink und Zinn in der Chalkogenidstruktur Cu2ZnSn(S,Se)4. Während für den ersten Ansatz die Herausforderung in der Vermeidung von lokalen Kurzschlüssen und in der optischen Einkopplung liegt, sind mit dem zweiten Ansatz vielfältige festkörperphysikalische und festkörperchemische Fragen verbunden, ist doch über die Kesterithalbleiter bislang die Wissensbasis noch klein. Ziel des Projektes ist es, durch Untersuchung des Chalkogenidschichtwachstums Absorberschichten mit geringem Verbrauch kostenintensiver Elemente zu erforschen und zu entwickeln. Aufgabe der Manz CIGS Technology GmbH ist die Herstellung von Solarzellen und -modulen mit reduzierter CIGS-Absorberschichtdicke auf produktionsrelevanten Flächen bis zu 1200 x 600 mm2. Dies führt neben der Ersparnis der Ausgangsmaterialien zu deutlich verkürzten Prozessdurchlaufzeiten, aber auch zu einem signifikanteren Einfluss der Grenzflächen und Inhomogenitäten auf die Moduleigenschaften. Mit Unterstützung der Laborstudien der Universität Halle sollen die limitierenden Einflussfaktoren aufgezeigt und verstanden werden. Daraus abgeleitete Modellprozesse sollen nachfolgend in der Produktion der Manz CIGS Technology GmbH getestet und im Erfolgsfall eingebunden werden. Das wirtschaftliche Potential soll im Vergleich zu anderen PV-Technologien (insbes. Kesterite) aufgezeigt werden.

Duennfilm-Gassolarzellen auf der Grundlage von Cu(Ga,In)Se2-Chalkopyrit-Halbleitern

Das Projekt "Duennfilm-Gassolarzellen auf der Grundlage von Cu(Ga,In)Se2-Chalkopyrit-Halbleitern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Physikalische Elektronik durchgeführt. Objective: The project aims to realize efficient thin film solar cells with chalcopyrite semiconductors as absorber material. Either single junction devices with optimized bangap or tandem systems are developed. The work is performed in collaboration with the Universities of Parma (Prof. Romeo), Montpellier (Prof. Savelli), Newcastle Polytechnique (Prof. Hill), and ENSC de Paris (Dr. Vedel). General Information: Cu(Ga,In)Se2 thin films are deposited by simultaneous vacuum evaporation of the single elements from special sources. Films with compositions y in the whole range of the quaternary system cugay In1-Y Se2 have been investigated. The optical bandgap varies nearly linearly with composition from 1.04 to 1.68 ev. Only p-type conductivity strongly dependent on the Cu/Ga + in ratio have been observed. Heterojunctions have been fabricated by evaporating Ga-doped (Zn, Cd)S or ZNO films onto the absorber layer. Solar cell efficiencies of cells with compositions Y =0, 0.5, 1 are 8.4, 2.7, 5.8 per cent. First results on films fabricated by selenization of metal films have demonstrated the feasibility of this possibly low-cost method.

Teilprojekt: CIGS Module für die Anwendung in heißen Klimazonen

Das Projekt "Teilprojekt: CIGS Module für die Anwendung in heißen Klimazonen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH durchgeführt. In der ersten Projekthälfte konnten erstmals Selen-freie Dünnschichtsolarmodule auf Chalkopyrit-Halbleiterbasis mit Wirkungsgraden von bis zu 10 % entwickelt, zertifiziert und in den Fertigungsprozess der Firma Soltecture integriert werden. Solarmodule auf Basis dieses Verbindungshalbleiters Cu(In,Ga)S2 weisen einen sehr geringen, den Jahresertrag stark positiv beeinflussenden Temperaturkoeffizienten der Modulleistung von nur -0.20 %/K auf. Soltecture und seine Verbundpartner HZB und CVO sind darüber hinaus bestrebt, dieses Material für den zukünftigen Einsatz in einer CIS Tandem-Solarzelle weiter zu optimieren. In der zweiten Projekthälfte liegt ein weiterer Fokus auf der Effizienz-, Stabilitäts- und Ertragsoptimierung von mittels Koverdampfung hergestellten CIGSe-Dünnschichtsolarmodulen.

Teilvorhaben: Alkalibehandlung der CIGS Absorberoberfläche und monolithisch integrierte Tandem Zelle (p-TCM)

Das Projekt "Teilvorhaben: Alkalibehandlung der CIGS Absorberoberfläche und monolithisch integrierte Tandem Zelle (p-TCM)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH durchgeführt. Untersuchung des Einflusses einer Behandlung des Chalkopyritabsorbers (CIGS) mit Alkalimetallen bzw. deren Verbindungen auf die Solarzelleneffizienz bei schnellen Depositionsschritten. Entwicklung eines transparenten, p-Halbleiters als Voraussetzung für die Herstellung einer Tandemsolarzelle mit einer CIGS Bottom-Zelle und einer Top-Zelle aus einem Halbleiter mit großer Bandlücke, z.B. Methylammoniumbleiiodid. Unterstützung der vorgenannten Ziele und aller Projektpartner durch spezielle Analytik, z.B. am Elektronenspeicherring BESSY II.

Teilvorhaben: CIGS-Depositionsgeschwindigkeit und Alkali-Einbau

Das Projekt "Teilvorhaben: CIGS-Depositionsgeschwindigkeit und Alkali-Einbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg durchgeführt. Im Teilprojekt des ZSW soll durch experimentelle Realisierung von schnellen CIGS Beschichtungsprozessen im Koverdampfungsverfahren mittels einer Inline-Anlage Erkenntnisse über die Prozessführung gewonnen werden, die den Übertrag in die Produktion vorbereiten sollen. Die Erkenntnisse kommen dabei aus zwei großen Arbeitsbereichen, den Untersuchungen zum Einfluss von Alkalimetallen und zum Wachstumsverlauf schneller CIGS Prozesse.

Teilvorhaben: CIGS-Depositionsgeschwindigkeit und K-Einbau

Das Projekt "Teilvorhaben: CIGS-Depositionsgeschwindigkeit und K-Einbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Berufstätige Darmstadt GmbH durchgeführt. Definiertes Projektziel ist die Entwicklung robuster, insbesondere wettbewerbsfähiger und effizienter Prozesse für die industrielle Fertigung von CIGS-Dünnschichtsolarzellen. Ein wesentlicher Aspekt ist hierbei das Verständnis für die Funktion von Kalium im Rahmen der Dotierung mit Alkali und eine entsprechend optimierte Prozessführung. Als weiteres Projektziel ist die signifikante Erhöhung der Kristallisationsgeschwindigkeit im CIGS-Abscheideprozess zu nennen. Mit der Konzeptentwicklung einer CIGS-basierten Tandem-Zelle setzt dieses Verbundprojekt einen grundlegenden Anfang für zukünftige Arbeiten an der signifikanten Wirkungsgraderhöhung von CIGS-Solarzellen.

Entwicklung und Optimierung von Verbindungshalbleitern zur photovoltaischen und katalytischen Energieumwandlung

Das Projekt "Entwicklung und Optimierung von Verbindungshalbleitern zur photovoltaischen und katalytischen Energieumwandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hahn-Meitner-Institut Berlin GmbH, Bereich Physikalische Chemie durchgeführt. Die Weiterentwicklung und Optimierung aussichtsreicher Systeme fuer photovoltaische und (photo)elektrokatalytische Prozesse ist geplant. Bei der stromerzeugenden Energieumwandlung stehen Forschungen zur Optimierung des elektronischen Verhaltens von Pyrit (FeS2) und Roquesit (CuInS2) im Vordergrund. Darueber hinaus sollen neuartige, vielversprechende Halbleiter auf ihre Anwendbarkeit untersucht werden. Bei der Weiterentwicklung von katalytisch aktiven Materialien sind Verbindungen mit reaktiven Uebergangsmetallzentren von besonderem Interesse. Die Herstellung neuartiger bzw modifizierter Chevrelphasen sowie die Oberflaechenbeeinflussung von Halbleitern durch katalytisch aktive Reaktanden soll durchgefuehrt werden.

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