Das Projekt "Teilvorhaben: Ertragsoptimierung für CIGSSe aus Durchlaufofen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH durchgeführt. Spezifisch für die CIGS-Technologie soll im Verbundvorhaben eine gezielte Verbesserung der CIGS Absorberbildung mittels industrierelevanter Prozesse, sowie der Wechselwirkungen des Absorbers mit den weiteren Schichten für verbesserte Ertragsparameter im Vordergrund stehen. Weiterhin soll gezielt für CIGS Module eine verbesserte Abbildung des Ertrags in Prognose und Messung erreicht werden. Insbesondere die unmittelbare Verknüpfung der Ertragsparameter mit spezifischen Bauteileigenschaften wie z.B. Bandlückengradient, Rauheit oder Defektdichte im Bauteil wird erstmals untersucht. Der Einfluss dieser Faktoren auf den Temperaturkoeffizienten, auf das Schwachlichtverhalten, auf die Winkelabhängigkeit der Einstrahlung und auf die spektrale Empfindlichkeit wird quantifiziert. Identifizierte Absorber werden zu geeigneten Testmodulen fertiggestellt, die dann in Freifeldanlagen installiert und getestet werden, auch zur Nachstellung gebäudeintegrierter Photovoltaik (BIPV). Als Ergebnis soll eine deutliche Verbesserung der Ertragsparameter der Solarmodule mit industriell umsetzbaren Prozessen gezeigt werden.
Das Projekt "Synthese und Prozessierung von nanoskaligen Absorbermaterialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, IVG Institut für Verbrennung und Gasdynamik - Reaktive Fluide durchgeführt. Im Verbundvorhaben sollen hocheffiziente, neuartige Absorberschichten unter Verwendung nano-kristalliner Materialien entwickelt werden. Die vorgesehenen Materialien sind nach aktuellem Kenntnisstand als unbedenklich einzustufen und bestehen aus nahezu unbegrenzt verfügbaren Rohstoffen. Insbesondere sollen im Projekt die Wirkungsgrade von Silizium-Dünnschichtsolarzellen (Stapelzellen) bei gleichzeitiger Reduzierung der Schichtdicke signifikant verbessert werden unter Ausnutzung der wesentlichen Vorteile der Silizium-Dünnschichttechnologie. Bevorzugt werden Materialien mit einem sehr hohen Absorptionskoeffizienten ausgewählt, die in nanopartikulärer Form in silizium-basierte Absorberschichten eingebaut werden. Geplant ist die Synthese und Verwendung von Materialien mit unterschiedlicher, direkter Bandlücke und hohem Absorptionskoeffizienten wie FeSi2, FeS2, Cu2S, Cu2O und ZrS2, um das Absorptionsspektrum der Schichten im Vergleich zu Silizium deutlich zu erweitern. Durch die Entkopplung von Nanopartikelsynthese und Schichtwachstum sollen wichtige Freiheitsgrade bezüglich der Optimierung von Partikel- und Schichteigenschaften genutzt werden. Dadurch werden die Ziele einer signifikant verbesserten Wirtschaftlichkeit bei reduziertem Materialbedarf mit einer unbegrenzten Ressourcenverfügbarkeit kombiniert und eine nachhaltige Entwicklung bei der umweltfreundlichen Energiewandlung durch Photovoltaik gesichert.
Das Projekt "Pufferschichten durch ILGAR Bandbeschichtung für Cu (In, Ga) (S. Se ) 2 Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH durchgeführt. Es wurde eine low-cost Roll-to-roll- / in-line Pufferschicht -Abscheidung für Dünnschichtsolarzellen mit der Spray-ILGAR Methode entwickelt. Ergebnisse: Detaillierte Erforschung des Reaktionsmechanismus mittels Massenspektrometer, Steuerung der Zusammensetzung und Effekt auf die PV Performance als Grundlage für zertifizierten Effizienz-Weltrekord für In2S3 gepufferte Zellen (16,1%). Neue ILGAR Methode für nanodot Filme. ZnS nanodots als Passivierungspuffer in Kombination mit In2S3 Deckschichten (Punktkontaktpuffer) ergeben bis 1% höhere Effizienz als In2S3 allein. Beste Wirkungsgrade: Zellen16.4% (nach dem Projekt 16.8%), Module (30x30 cm2) 13.7% (ILGAR in-line, 10mm/s), gleichwertig mit CdS-Referenzen, ebenso wie in der CIS-Solartechnik Pilotline für CIGSe Solarzellen auf Stahlband.
Das Projekt "Ultra thin solar cells for module assembly -tough and efficient (ULTIMATE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. The overall objective of the current project is to make a significant contribution to the dissemination of PV in order to improve the sustainability of the European energy supply, to reduce environmental hazards such as global warming and to strengthen the economical situation of the European PV industry. The main project objective is the demonstration of PV modules using solar cells which are substantially thinner than today s common practice. We will reduce the current solar cell thickness from typically 200-250 mym down to 100 mym. Assuming a projected kerf loss of 120 mym for 2010, this will enable more than 50Prozent additional wafers to be cut from each silicon ingot. Additionally, by using advanced solar cell device structures and module interconnection technology, we target to increase the average efficiency for these thin cells up to 19Prozent for mono-crystalline and 17.2Prozent for multi-crystalline silicon and to reach a module-to-cell efficiency ratio above 90Prozent. The processing and handling of wafers and cells will be adapted in order to maintain standard processing yields. Including scaling aspects, this corresponds to a module cost reduction of approximately 30Prozent until 2011 and 1.0 /Wp extrapolated until 2016. Furthermore Si demand can be reduced from 10 to 6 g/Wp providing a significant effect on the eco-impact of PV power generation. The partners of this project form an outstanding consortium to reach the project goals, including two leading European R&D institutes as well as five companies with recorded and published expertise in the field of thin solar cells. The project is structured in 5 work packages covering the process chain from wafer to module as well as integral eco-assessment and management tasks. The expected impact of the project is a PV energy cost reduction of approximately 30Prozent, a significant reduction of greenhouse gas emissions and an improved competitiveness of the European solar cell, module and equipment manufacturers.
Das Projekt "Large-area Organic and Hybrid Solar Cells (LARGECELLS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl Makromolekulare Chemie I durchgeführt. Objective: The task of developing large-area, thin film solar cells based on polymers as well as solid-state organic-inorganic (hybrid) systems will be undertaken. The required novel materials (charge transport polymers, semiconductor surfactants/compatibilizers and inorganic nanoparticles) will be synthesized and the compounds with the most potential will be scaled-up for the purpose of modern fabrication methods such as roll-to roll (R2R) processing. Additionally, the efficient devices will be tested and analyzed in out-door conditions in India and under accelerated ageing conditions in Israel to understand the degradation mechanism. Finally the basic information from stability studies will be used to design novel materials suitable for highly efficient devices of long-term stability. The programme is intensively intertwined with an Indian consortium, especially in the fields of novel materials, out-door testing, transfer and exchange of knowledge and methods.
Das Projekt "PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH durchgeführt. Erstmals ist eine flexible Cu(In,Ga)Se2 Technologie auf Polyimidfolie als Trägermaterial mit einer Leistungsdichte von knapp 2000 W/kg auf Bauteilniveau national verfügbar. Um das einzigartige Potential dieser Technologie weiter zu entwickeln ist es Ziel der hier beschriebenen Aktivitäten, die im Vorläufer entwickelte Technologie weitreichenden, für Anwendungen im Weltraum relevanten Test zu unterziehen und einzelne Komponenten weiter zu entwickeln, um so deren Effizienz und Zuverlässigkeit weiter zu erhöhen. Die konkreten Ziele sind: größer als 17.5 Prozent im Labor (AM1.5, größer als 0.5cm2, tot. area) ; größer als 12.5 Prozent für standardisierte, für die industrielle Fertigung relevante (AM1.5, größer als 30cm2, tot. area, ohne AR); größer als 10.0 Prozent für ein Modul mit größer als 9 monolith. versch. Zellen (AM1.5, größer als 30cm2, tot. area) ; größer als 8.0 Prozent für ein Modul mit größer als 5 pseudom. versch. Zellen (AM1.5, größer als 30cm2, tot. area); ein testfähiger, flexibler Generator/Demonstrator mit einem spezifischen Gewicht kleiner als 1.0 kg/m2. Das HZB ist Ansprechpartner für das DLR und koordiniert den wissenschaftlichen Bereich des Vorhabens. Eine online Datenbank wird zur Archivierung/Kommunikation der Testdaten zur Verfügung gestellt. Im Bezug auf den CIGSe Herstellungsprozess wird das HZB den mehrstufigen Koverdampfungsprozess bei niedrigen Temperaturen mittels in-situ EDXRD untersuchen und weiter optimieren. Zur Reduzierung optischer Verluste wird die standardmäßig verwendete CdS Pufferschicht durch ein alternatives Material ersetzt.
Das Projekt "Teil II: Vakuumfreie galvanische Abscheidung von CIS Precursorn" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Atotech Deutschland GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Projektes 'Pro-CIS' werden kostengünstige Vorläuferschichten (Precursor) für die Prozessierung von CIS Dünnschichtsolarmodulen untersucht. Gesamtziel des Projektes ist es, eine Prozessempfehlung für den Herstellungsprozess mit geringsten Kosten/Watt auf Basis von im Projekt erarbeiteten Prototypen und Daten zu erreichtem Wirkungsgrad, Material- und Prozesskosten zu erstellen. Pro-CIS ist ein Verbundprojekt von AVANCIS, des Lehrstuhls der Werkstoffe der Elektrotechnik sowie des Lehrstuhls für Kristallographie & Strukturphysik (Universität Erlangen). In einem Arbeitspaket wurden auch galvanisch abgeschiedene Precursor untersucht. Diese wurden von ATOTECH hergestellt. Die Entwicklung des Badabscheidungsprozesses wurde im Rahmen des Teilprojektes FKZ 0329941B durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Rohrtargets für die Übergangsschicht zwischen Bottom- und Topzelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GfE Fremat GmbH durchgeführt. Für den Lochleiter von Perowskit-basierten Solarzellen ist Nickeloxid eine vielversprechende Dünnschicht. Um diesen Prozess für die Zukunft großflächentauglich zu machen, ist der Einsatz von elektrisch leitfähigen Rohrtargets für diese Schicht ein wesentliches Ziel des Projektes. Dabei müssen u.a. die Verunreinigungen des Targetwerkstoffes den Erfordernissen der Solarzelle angepasst werden, damit es nicht zu effizienzreduzierender Diffusion in die Solarelle kommen kann. In einem zweiten Schwerpunkt soll Zinkoxid als Alternative zum Indium-Zinnoxid (ITO) betrachtet werden. Indiumoxid als die Hauptkomponente des ITO's ist zum einen sehr teuer und zum anderen begrenzt verfügbar. Im Vergleich dazu ist Zinkoxid ein sehr preiswerter und gut verfügbarer Rohstoff. Um die ZnO-Rohrtragets bei der Fertigung der geplanten Tandemzelle einsetzen zu können, werden grundlegende Untersuchungen zur Verbesserung der Wärmeableitung durch die Bondung durchgeführt.
Das Projekt "PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Solarion AG durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Erstmals ist eine flexible Cu(In,Ga)Se2 Technologie auf Polyimidfolie als Trägermaterial mit einer Leistungsdichte von knapp 2000 W/kg auf Bauteilniveau national verfügbar. Um das einzigartige Potential dieser Technologie weiter zu entwickeln ist es Ziel der hier beschriebenen Aktivitäten, die im Vorläufer entwickelte Technologie weitreichenden, für Anwendungen im Weltraum relevanten Tests zu unterziehen und einzelne Komponenten weiter zu entwickeln, um so deren Effizienz und Zuverlässigkeit weiter zu erhöhen. Die konkreten Ziele sind: größer als 17.5 Prozent im Labor (AM1.5, größer als 0.5cm2, tot. area) ; größer als 12.5 Prozent für standardisierte, für die industrielle Fertigung relevante (AM1.5, größer als 30cm2, tot.l area, ohne AR); größer als 10.0 Prozent für ein Modul mit größer als 9 monolith. versch. Zellen (AM1.5, größer als 30cm2, tot. area) ; größer als 8.0 Prozent für ein Modul mit größer als 5 pseudom. versch. Zellen (AM1.5, größer als 30cm2, tot. area); ein testfähiger, flexibler Generator/Demonstrator mit einem spezifischen Gewicht kleiner als 1.0kg/m2. 2. Arbeitsplanung: Solarion übernimmt im Projekt die Bauteil- und Bauteilstackherstellung mit Hilfe seiner Rolle-zu-Rolle Produktion. Ein siebgedrucktes Kontaktgrid wird für Weltraumanwendungen optimiert und evaluiert. In Bezug auf den CIGS Herstellungsprozess wird ein Technologietransfer von den institutionellen Projektpartnern ZSW und HZB zu Solarion vollzogen. Solarzellsimulationen unterstützen das Verständnis der CIGS-Technologie für Weltraumanwendungen.
Das Projekt "Chemische Gradienten in Cu(In,Ga)(Se,S)2: Strukturaufklärung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Hochfrequenz- und Halbleiter-Systemtechnologien, Fachgebiet Halbleiterbauelemente durchgeführt. Der GRACIS Projektteil hat die Erarbeitung einer Wissensbasis zu Diffusionsvorgängen und ihren Auswirkungen im Hinblick auf die Defektstruktur und chemische Struktur in CIS-Schichten und Heterokontakten zum Ziel. Das Vorhaben bedient sich neuer experimenteller Techniken zur Analyse der Schichten und Grenzflächen in CIS-Strukturen mit mikrostrukturellen (REM,TEM), chemischen und elektrischen (Stimulation mit Elektronenstrahl etc.) Methoden und eine FIB-basierten innovativen Probenpräparation. Modellierung und Simulation der Filmbildung sollen als neue Komponenten in die anwendungsorientierte Grundlagenforschung zu CIS Solarzellen eingeführt werden. Der Elektronenmikroskopie kommt in dem Projekt eine Querschnittsaufgabe zu. Die TUB wird ihre Expertise auf dem Gebiet der Elektronenmikroskopie und hier insbesondere innovative Probenpräparationen in das Projekt einbringen. Die Aufgabe des Projektpartners TUB innerhalb der Aufgabenteilung von GRACIS umfasst Im Bereich Schichtwachstum Strukturuntersuchungen und optoelektronische Funktionsanalysen, die Untersuchung von Inhomogenitäten von der Makro- bis hinunter in die Sub-Mikrometerskala und Simulation zum Verständnis der grundlegenden Mechanismen. Der Projektteil TUB des GRACIS Projektes ist besonders geeignet die Wissensbasis bezüglich chemischer und elektronischer Gradienten in den CIS Schichten und ihren Grenzflächen zu verbessern. Damit können produktrelevante Innovationen wesentlich schneller in die Fertigung überführt werden.
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| Bund | 440 |
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