Solarzellen aus III- V Halbleitern erreichen heute weltweit mit über 46 % die höchsten Umwandlungseffizienzen und finden industrielle Anwendung in Satelliten und in Konzentrator- PV Systemen. Als Ausgangsverbindungen werden Trimethylindium und Trimethylgallium als sogenannte 'Metallorganische Quellen' eingesetzt. Diese machen die Hälfte der Epitaxiekosten des Herstellprozesses aus. Zur Reduktion der Epitaxiekosten bietet sich das sogenannte 'Liquid- Indium' als hochreine Indium-Quelle an. Dazu soll ein produktionstauglicher Prozess für die Darstellung von Trimethylindium mittels eines Hochdruckverfahren und die folgende Umsetzung zum Liquid-Indium etabliert werden, was die Aufreinigung auf eine hochreine, epitaxietaugliche Qualität inklusive der analytischen Verfahren beinhaltet. Die Grundlage bieten dabei die Ergebnisse aus dem vorhergegangen KoReMo Projekt. Das Ziel des Teilprojektes für Dockweiler Chemicals stellt die Etablierung dieses großskaligen Produktionsprozesses dar, um bei den Projektpartnern das hochreine Material in der metallorganischen Gasphasenepitaxie einzusetzen.
Solarzellen aus III- V Halbleitern erreichen heute weltweit mit über 46 % die höchsten Umwandlungseffizienzen und finden industrielle Anwendung in Satelliten und in Konzentrator- PV Systemen. Als Ausgangsverbindungen werden Trimethylindium und Trimethylgallium als sogenannte 'Metallorganische Quellen' eingesetzt. Diese machen die Hälfte der Epitaxiekosten des Herstellprozesses aus. Zur Reduktion der Epitaxiekosten bietet sich das sogenannte 'Liquid- Indium' als hochreine Indium-Quelle an. Dazu soll ein produktionstauglicher Prozess für die Darstellung von Trimethylindium mittels eines Hochdruckverfahren und die folgende Umsetzung zum Liquid-Indium etabliert werden, was die Aufreinigung auf eine hochreine, epitaxietaugliche Qualität inklusive der analytischen Verfahren beinhaltet. Die Grundlage bieten dabei die Ergebnisse aus dem vorhergegangen KoReMo Projekt. Das Ziel des Teilprojektes für Dockweiler Chemicals stellt die Etablierung dieses großskaligen Produktionsprozesses dar, um bei den Projektpartnern das hochreine Material in der metallorganischen Gasphasenepitaxie einzusetzen.
Solarzellen aus III-V Halbleitern erreichen heute weltweit die höchsten Umwandlungseffizienzen von bis zu 46% und finden industrielle Anwendung sowohl für Weltraumanwendungen, als auch für terrestrische PV Systeme (hier insbesondere CPV). Aktuell werden Solarzellen aus III -V Halbleitern auch für erste Anwendungen im Automotive -Bereich in Erwägung gezogen. Etwa die Hälfte der sehr hohen Epitaxiekosten für III-V Mehrfachsolarzellen entfällt dabei auf die metallorganischen Ausgangsstoffe, wie zum Beispiel Trimethylindium und Trimethylgallium (so genannte 'Metallorganika'). Im Gesamtprojekt KoReMO-2.0 soll nun im Verbund der Projektpartner nachgewiesen werden, dass diese Kosten durch die Nutzung einer neuartigen Indium -Quelle und einem neuen Zuführsystem, signifikant gesenkt werden können. Ferner sollen durch das neuartige Zuführsystem höhere Wachstumsraten erreicht werden. Diese technologischen Verbesserungen werden am Ende des Projektes anhand vollfunktionsfähiger GaInP/GaInAs/Ge Dreifachsolarzellen direkt nachgewiesen und im Anschluss nach industriellen Bewertungsmaßstäben evaluiert. Im Rahmen des Teilvorhabens von AZUR SPACE wird die etablierte Fertigungs - und Charakterisierungstechnologie für Ge-basierte III-V Mehrfachsolarzellen und das Know-how über industrielle Standardprozesse zur Herstellung der zugrundeliegenden Epitaxiestrukturen als Basis für die Bewertung der technologischen Verbesserungen dem Gesamtprojekt zur Verfügung gestellt. Konkrete Ziele im Teilvorhaben sind die Fertigung und Charakterisierung von Einzel - und Mehrfach- solarzellen aus den im Gesamtprojekt entstehenden Epitaxiestrukturen, die anschließende Bewertung und daraus resultierende Rückmeldungen und Unterstützung der Projektpartner, sowie die finale industrielle Evaluierung der im Gesamtprojekt erreichten Verbesserung durch die neuartigen Indium - Quellen und Zuführsystem Technologien.
Das Bundesumweltministerium fördert ein innovatives Verfahren für die umweltfreundliche und effiziente Produktion von Elektrodenfolien für organische Solarzellen. Mit dem neuartigen Fertigungsverfahren, das die ROWO Coating Gesellschaft für Beschichtung mbH entwickelt hat und am Standort Herbolzheim in Baden-Württemberg erstmalig einsetzt, können nicht nur seltene Schwermetalle wie Indium ersetzt werden. Durch das neuartige Schichtsystem kann außerdem der Energiebedarf des Beschichtungsprozesses um über 60 Prozent gegenüber herkömmlichen Verfahren verringert werden. Bei einer Produktion von rund 215.000 Quadratmeter Folie können so knapp 450 Tonnen CO2 pro Jahr eingespart werden. Organische Solarfolien sind im Vergleich zu herkömmlichen Solarmodulen vergleichsweise günstig und flexibel einsetzbar. Es wird ein hohes Wachstumspotential in den kommenden Jahren erwartet.
Rita Schwarzelühr-Sutter, Parlamentarische Staatssekretätin im Bundesumweltministerium: - Der beherzte Ausbau der erneuerbaren Energien ist die zentrale Maßnahme im Kampf gegen die Klimakrise. Innovative Verfahren können dabei helfen, die Produktion der Solaranlagen selbst umweltverträglicher zu machen. Das von uns geförderte Projekt ist ein Durchbruch für die umweltfreundliche und effiziente Produktion von Elektrodenfolien und hat Modellcharakter auch für andere Beschichtungsverfahren. Das neue Verfahren spart Material, ermöglicht den Verzicht auf seltene Schwermetalle und schützt das Klima, weil weniger CO2 ausgestoßen wird.
Bisher wurde die transparente, leitfähige Schicht von Elektrodenfolien auf Basis des seltenen Schwermetalls Indium hergestellt. Das Aufbringen des Schichtsystems auf die Trägerfolie erforderte verschiedene Durchgänge. Dank des neuen Anlagenkonzepts kann die Beschichtung zukünftig in einem Arbeitsschritt erfolgen. Auf den Einsatz seltener Schwermetalle kann verzichtet werden. Der Materialverbrauch für die Beschichtung reduziert sich um mehr als die Hälfte bei deutlich verbesserter -effizienz.
Das Vorhaben ist ein Durchbruch für die umweltfreundliche und effiziente Produktion von Elektrodenfolien. Bei erfolgreichem Projektverlauf hat das Verfahren Modellcharakter für das Aufbringen transparenter und leitfähiger Schichten. Es kann auch auf andere Produkte, zum Beispiel Flachbildschirme, übertragen werden. Mit dem Umweltinnovationsprogramm wird die erstmalige, großtechnische Anwendung dieser innovativen Technologie gefördert.
Kuenstlich einem Wasserkoerper zugesetzte Leitstoffe (Tracer), welche sehr empfindlich mittels Neutronenaktivierungsanalyse erfasst werden koennen (sub-ppb-Bereich), sollen auf ihre laengerfristige chemische Stabilitaet in Gewaessern (z.B. Grundwasser in Kontakt mit diversen Bodenmaterialien) als auch auf ihre Einsatzmoeglichkeit in der Praxis (Kosten, Verfuegbarkeit der Ergebnisse u.a.m.) untersucht werden. Hierbei stehen die Elemente Brom (als Bromid) sowie Indium und einige seltene Erden (als Chelat-Komplexe) zur Diskussion: sie zeichnen sich durch einen sehr geringen natuerlichen Background (Ausnahme: Brom im Salz- und Brackwasserbereich) und eine hohe Stabilitaet gegen Adsorptions- oder Faellungsprozesse aus.