Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung einer Verkapselungsfolie für OPV - Produkt, Technologie, Aufskalierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. durchgeführt. Ziele des Verbundprojektes sind die Entwicklung flexibler Verkapselungsfolien für organisch basierte Photovoltaik(OPV)-Module und der Verfahrensschritte ihrer Herstellung bis zum industrienahen Maßstab. Die Folien werden zu OPV-Modulen verarbeitet und sowohl als Einzelfolien als auch als Module hinsichtlich ihrer Qualität umfassend bewertet. Im Teilprojekt erfolgen die Entwicklung von Einzelbarrierefolien und Hochbarrierelaminaten, die technologische Weiterentwicklung der Herstellungsprozesse, ihre Aufskalierung zu industrietauglichen Prozessen zur Herstellung wettbewerbsfähiger OPV-Verkapselungsmaterialien sowie die Ermittlung der Kosten. Ausgehend von Vorarbeiten sind zunächst SiOx-beschichtete Polymerfolien (Einfachbarrierefolien) durch UV-Bestrahlung einer nasschemisch aufgebrachten Polysilazanschicht im Rolle-zu-Rolle-Verfahren (R2R) herzustellen. Nachfolgend werden zwei Einfachbarrierefolien zu einem Hochbarrieverbund mit folgenden Key-Parametern laminiert: Wasserdampfpermeation kleiner als 10-4 g/(m2 d), Lebensdauer größer als 10 Jahre, Kosten kleiner als 10 Euro pro m2. Die R2R Gesamttechnologie ist zu entwickeln und in den industrienahen Maßstab für Bahnbreiten bis 50 cm aufzuskalieren. Die Arbeiten erfolgen im Rahmen eines Verbundprojektes. Der Zuwendungsempfänger (ZE) erhält neu entwickelte Beschichtungslösungen aus dem Teilprojekt 1. Die Arbeiten im Teilprojekt 2 des ZE sind eng verflochten mit Teilprojekt 3 'Entwicklung und Optimierung von Materialien und Herstellungsverfahren für Hochbarrierefolien - Industrialisierungskonzept'. Für Teilprojekt 4 'Verkapselung und Charakterisierung von OPV-Modulen' werden vom ZE entwickelte Hochbarrierefolien für die Verkapselung von OPV-Modulen und die Bewertung ihrer Eignung bereitgestellt. Der ZE des Teilprojekts 5 'Material- und Modulcharakterisierung' erhält Einzel- und Hochbarrierefolien zur qualitativen Bewertung und Fehleranalyse. Gemeinsam mit Teilprojekt 3 wird ein Industrialisierungskonzept erstellt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Bereitstellung optimierter Perhydropolysilazan-Formulierungen und Hochskalierung der Substanzsynthese im Technikumsmaßstab" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Merck Performance Materials GmbH durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens ist es, im Rahmen des Verbundes Formulierung von Perhydropolysilazan (PHPS) zu erforschen, gegebenenfalls zu modifizieren und zu optimieren und diese den Projektpartnern für ihre eigenen Entwicklungsarbeiten zur Verfügung zu stellen. Die PHPS Materialien sollen hinsichtlich Ihrer Verarbeitbarkeit, Partikelfreiheit und Reinheit die Anforderungen an die Qualität zur Verwendung als Precursor für Barriereschichten erfüllen. Durch die Modifikationen des PHPS soll in Zusammenarbeit mit den Partnern der Beschichtungsprozess hinsichtlich Reproduzierbarkeit hochwertiger Barriereeigenschaften und enger Schichtdickenverteilung optimiert werden. Im Rahmen des Projektes soll eine kosteneffiziente Synthese des PHPS Derivates entwickelt und in den Technikumsmaßstab hochskaliert werden. Das Teilvorhaben gliedert sich in 4 Arbeitspakete: 1. Bereitstellen von PHPS in optimierter Qualität 2. Bereitstellung von Formulierungen 3. Upscale und wirtschaftliche Betrachtung 4. Zusammenfassung, Darstellung und Sicherung der Ergebnisse.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Optimierung von Materialien und Herstellverfahren für Hochbarrierefolien auf Basis von Polysilazanen sowie Industriealisierungskonzept" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papierfabrik Louisenthal GmbH durchgeführt. Ziele des Verbundprojektes sind die Entwicklung flexibler Verkapselungsfolien für OPV-Module (Organische Photovoltaik), und ihrer Herstellung in allen technologischen Teilschritten bis zum industrienahen Maßstab. Die Folien werden bei einem OPV-Hersteller zu OPV-Modulen verarbeitet und sowohl als Einzelfolien als auch als Module umfassend hinsichtlich ihrer Qualität bewertet. Ziele des Teilprojektes sind weiterentwickelte, optimierte und auf ihre Tauglichkeit zur Industrialisierung überprüfte Materialien und R2R-Herstellprozesse (Rolle zu Rolle) bis 500 mm Arbeitsbreite, die Wasserdampfpermeationsraten von kleiner als 10-2 g/m2/d, nach Kaschierung zweier Barrierefolien von kleiner als 10-4 g/m2/d bei hoher mechanischer Flexibilität ermöglichen. Die Langzeitstabilität der transparenten Folien und -verbunde beträgt mindestens 10 Jahre, die Herstellkosten liegen unter 10 Euro/m2. Arbeitsplan (AP): AP1: Technologische Entwicklung zur Herstellung von Einzelbarrierefolien - Untersuchungen zu Substratfolien 01.10.2016 - 30.04.2018 - Aufskalierung für Bahnbreite größer als 500 mm R2R, Ausrüstung, Einfahren 01.01.2017 - 31.07.2018 AP2: Technologische Entwicklung zur Herstellung von Hochbarriere-Verbundfolien - Laminierprozeß für Verbundfolien 01.09.2016 - 31.01.2019 AP3: Transferkonzept für die industrielle Fertigung - Kostenkalkulation 01.01.2019 - 30.06.2019 - Übernahmeszenario 01.03.2019 - 30.06.2019.
Das Projekt "Teilvorhaben: Verkapselung und Charakterisierung von OPV-Modulen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von OPVIUS GmbH durchgeführt. Das Ziel des beantragten Verbundprojektes ist es, eine industrietraugliche Hochbarriere-Folie für OPV-Module zu entwickeln. Dabei sollen sowohl die Produkteigenschaften optimiert (Wasserdampfpermeationsrate (WVTR) kleiner 10 hoch -4 g/m hoch 2/d und Lebensdauer größer 10 Jahre), als auch der Herstellungsprozess so verbessert werden, dass im industriellen Maßstab ein Preis unter 10 Euro pro Quadratmeter Folie erzielt werden kann. Nur wenn diese Eckdaten erreicht werden, können OPV-Module auch ökonomisch mit etablierten PV-Systemen konkurrieren.
Das Teilvorhaben der OPVIUS GmbH beinhaltet die Qualifizierung der im Projekt entwickelten Barrierefolien und fokussiert deren Anwendung und Evaluierung im Bereich organischer Photovoltaik. im Detail sollen folgende wissenschaftliche Arbeitsziele erreicht werden: 1) Vorqualifizierung der im Projekt entwickelten Hochbarrierefolien hinsichtlich OPV-Tauglichkeit (z.B. Transmission, Haftung, Mechanik) 2,) Herstellung und Verkapselung von OPV-Modulen mit diesen Barrierefolien, 3) Evaluierung des Verkapselungserfolges (Vorher-Nachher-Charakterisierung), 4) Prüfung von chemischer und mechanischer Stabilität der verkapselten Module und 5) Definition von Anforderungen an langzeitstabile und wettbewerbsfähige Barrierefolien.
Das Projekt "Teilvorhaben: Material- und Modulcharakterisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Center für Silizium Photovoltaik CSP durchgeführt. Das Teilprojekt unterstützt die Entwicklung einer industrietauglichen Hochbarrierefolie zur Verkapselung von organischen PV-Modulen mit Material- und Modulcharakterisierungsmethoden. Am Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP erfolgen dazu hochauflösende mikrostrukturelle Charakterisierungen der im Projekt entwickelten Hochbarriererefolien und Schichten sowie deren Korrelation zu werkstoffmechanischen Eigenschaften. Weiterhin beinhaltet das Projekt auch eine Methodenoptimierung zur hochempfindlichen und schnellen Bestimmung der Barrierewirkung z.B. für eine fertigungsnahe Qualitätskontrolle. Darüber hinaus untersucht das Fraunhofer CSP die Langzeitstabilität der mit den entwickelten Hochbarrierefolien verkapselten OPV-Module mittels beschleunigter Alterungstests. Durch das Teilprojekt wird der Entwicklungsprozess bis hin zur Applikation der Hochbarrierefolie unterstützt.