Das Projekt "DURACIS - Neuartige Verkapselungslösungen zur langzeitstabilen industriellen Verkapselung flexibler Cu(In,Ga)Se2 Photovoltaik" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg.Für eine konkurrenzfähige Markteinführung flexibler CIGS PV Technologien sind innovative Verkapselungslösungen erforderlich, die sowohl sehr kostengünstig sind, als auch ausgezeichnete und langzeitstabile Barriereeigenschaften aufweisen. Trotz teilweise bereits guter technischer Lösungen bleibt immer noch die stringente Forderung nach einer starken Kostenreduktion bestehen, die gelöst werden muss. Um diese Herausforderung zu bewältigen, wird DURACIS neue alternative Verkapselungen sowie optisch geeignete Kleber und Konzepte untersuchen, die sich für die Integration in bestehende industrielle CIGS Pilotlinien eignen und eine sehr hohe Lebensdauer garantieren, während die Kosten parallel erheblich gesenkt werden. Um dies zu erreichen, soll auf Konzepte zurückgegriffen werden, die bereits für die organischen Technologien entwickelt wurden, die bekanntlich sehr hohe Ansprüche an die Verkapselung stellen. Ziel ist die Entwicklung einer neuartigen Verkapselungstechnik mit Kosten unter 15 €/m2, die gleichzeitig eine Langzeitstabilität flexibler CIGS Generatoren von mehr als 25 Jahren garantiert. Das Projekt soll einen Lösungsansatz für die wichtigsten industriellen Technologien auf Polyimid und Stahl finden, aber auch die Analyse für deren Transfer in die industriellen Pilotlinien innerhalb des Konsortiums beinhalten. Die Auswirkungen der unterschiedlichen Substrate auf die neuen Verkapselungskonzepte werden mit dem Ziel untersucht, kostenoptimierte Lösungen zu entwickeln, die gleichzeitig mit einer hohen Langzeitstabilität kompatibel sind. Die Projektarbeit beinhaltet ferner die Entwicklung von Methoden für die zerstörungsfreie Überwachung der Verkapselungsprozesse und der aktiven Schichten. Dies betrifft sowohl die Überwachung der Depositionsprozesse, als auch die Definition schneller Methoden zur Detektion potenzieller Degradationseffekte, die die Verkapselung und damit die Lebensdauer beeinträchtigt.
Das Projekt "Dünnschichtsolartechnologien der Zukunft - SOLAMO" wird/wurde gefördert durch: Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg.Das Projekt SOLAMO hat zum Ziel, die beiden derzeit attraktivsten Dünnschichtsolarzellentypen basierend auf Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) und Perowskiten parallel zueinander weiterzuentwickeln, so dass sie eines Tages in einer Tandemstruktur zusammengeführt werden können. CIGS: Die bereits im letzten Berichtszeitraum bestellte CIGS-Vakuumanlage wurde ausgeliefert, aufgebaut und abgenommen. Alle geforderten Spezifikationen (z.B. Basisdruck) konnten eingehalten werden oder waren noch besser als gefordert. Nach der Inbetriebnahme konnten auf Anhieb bereits relativ gute Absorber abgeschieden werden. Bei einer CIGS- Niedertemperaturabscheidung mit einer nominellen Substrattemperatur von 380 Grad Celsius wurden auf Polymerfolie (Polyimid) CIGS-Schichten in einem 3-Stufenprozess abgeschieden, die nach Aufbringen aller anderen Schichten zu Zellwirkungsgraden von bis zu 14,5 % führten. Auf Glassubstrat konnte im Niedertemperatur-CIGS-Prozess (420 Grad Celsius) sogar ein Wirkungsgrad von 17,2 % erreicht werden. Bei höheren Substrattemperaturen (500 Grad Celsius) lag der maximale Wirkungsgrad auf Glas bei 17,7 %. Der Wirkungsgrad ist dabei nicht direkt mit der Substrattemperatur korreliert, sondern entsteht durch eine komplexe Zusammenwirkung von Natrium- bzw. Kaliumdotierung, Interdiffusion der einzelnen Elemente (Cu, In, Ga, Se) und dem über der Schichtdicke eingebauten Gallium-Zusammensetzungsgradienten. In ersten Niedertemperatur-Versuchen bei 400 Grad Celsius auf Polymerfolie wurde zur Erhöhung der Abscheidegeschwindigkeit die Kupfer-Aufdampfrate in der zweiten Beschichtungsstufe erfolgreich verdoppelt, ohne Einbußen beim Zellwirkungsgrad zu erleiden. Perowskite: Perowskitsolarzellen wurden weiterhin im Standard- und invertierten Aufbau in opaker und semitransparenter Konfiguration untersucht. Im Standard-Aufbau konnte durch die Verwendung von PCBM und Al2O3 Nanopartikeln die Beschichtung verbessert und die unerwünschte Hysterese reduziert werden. Im invertierten Aufbau wurden fast hysteresefreie gut reproduzierbare Effizienzen von ca. 15 % erzielt. Um Kosten zu sparen, wurde versucht, den bisher thermisch verdampften Silber- Rückkontakt durch gesputtertes Aluminium zu ersetzen. Unter Verwendung eines Temperschrittes konnten Wirkungsgrade größer 10 % erreicht werden. Für semitransparente Perowskitzellen wurde als semitransparenter Frontkontakt Indium- Zink-Oxid (IZO) sowohl im Standard als auch im invertierten Aufbau getestet. In beiden Architekturen wurden Wirkungsgrade größer 13 % erzielt. Gleichzeitig blieben 70 % Transmission im Wellenlängenbereich größer als 775 nm für die Nutzung im Tandemverbund mit einer möglichen Subzelle aus CIGS oder Silizium erhalten. Erste Glas-zu-Glas Verkapselungstests zeigten, dass auch nach 9 Monaten Lagerung im Dunkeln noch größer als 12 % Wirkungsgrad (frische Probe 14,9 %) erreicht werden können (entspricht einer relativen Degradation von 18 %). (Text gekürzt)
Das Projekt "PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt^PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt, PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Solarion AG.
Das Projekt "Energieeffiziente Stofftrennung in der chemischen und pharmazeutischen Industrie durch Membranverfahren, Teilvorhaben: Lieferung von Polymermembranen und Entwicklung einer Charakterisierungssystematik für Membranen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Evonik Resource Efficiency GmbH.Die organophile Nanofiltration (OSN) ist ein Membrantrennverfahren, welches neben flexiblen Anwendungsmöglichkeiten in vielen Industriebranchen ein hohes Energiesparpotential gegenüber herkömmlichen Trennverfahren bietet. Um sie bei der Entwicklung neuer oder Verbesserung bestehender Prozesse über wenige Nischenanwendungen hinaus berücksichtigen zu können, fehlen jedoch noch die notwendigen Grundlagen. Diese umfassen z.B. Trenncharakteristiken verschiedener Membranen, Langzeitbetriebsverhalten, Modelle für Prozesssimulatoren sowie Auslegungs- und Kostenberechnungstools. Das Verbundprojekt hat daher zum Ziel, den Zugang zur Nutzung dieser Technologie durch Schaffung der dafür notwendigen Grundlagen und Werkzeuge für unterschiedliche Membrantypen zu ermöglichen. Die für das Verbundprojekt geplanten Arbeiten gliedern sich im Wesentlichen in zwei Blöcke: einem methodisch/experimentellen Teil und einem Modellentwicklungs-/Prozessentwicklungs-Teil. Im ersten Teil soll die solide Datenbasis gelegt werden, auf der aufbauend dann im zweiten Teil Modelle und Werkzeuge für die Einbeziehung der Membrantechnik in Prozessentwürfen entwickelt werden. Der erste Teil umfasst die Entwicklung einer Messmethodik, eines standardisierten Messverfahrens sowie einer Systemkategorisierung und die Überprüfung der Übertragbarkeit der Membrancharakterisierungen auf Realsysteme. Der zweite Block beinhaltet die Entwicklung von Werkzeugen für die konzeptionelle Prozessentwicklung wie z.B. für Membranauswahl, Simulation, Kostenschätzung, von Modellen für Membranverhalten bei unterschiedlichen Stoffgemischen und anderen Bedingungen und einer Modellbibliothek inklusive Werkzeug zur Modellauswahl. Die Arbeiten der Evonik beziehen sich auf Polyimid- und Silikonmembranen. Sie umfassen im Wesentlichen Arbeiten zur Entwicklung der Messmethodik und des standardisierten Messverfahrens, zur Systemkategorisierung und zur Übertragung auf ein Realsystem am Fallbeispiel 'Entoligomerisierung eines Polymers'.
Das Projekt "Textile Träger für Photovoltaische Beschichtungen" wird/wurde gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsvereinigungen 'Otto-von-Guericke' e.V.. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsches Textilforschungszentrum Nord-West e.V. (DTNW).Solarzellen, die direkt Licht in Strom umwandeln, sind bereits bekannt. Ihr Wirkungsgrad ist bisher weit vom Optimalen entfernt, aber auch die Herstellungskosten liegen noch relativ hoch. Derartige Solarzellen basieren i.d.R. auf einem Mehrschichtaufbau auf einem Starren Träger (z.B. Glas) oder aus starren Siliziumkristallen, die zwischen Gläsern eingeschweißt sind. Als Halbleiter bietet sich überwiegend amorphes und kristallines Silizium an, jedoch gewinnen Halbleiter auf CuInSe2-Basis an Interesse. Solarzellen aus amorphem Silizium sind bereits auf flexiblen Substraten hergestellt worden. Allerdings ist Ihr Wirkungsgrad sehr gering. Deshalb soll in diesem Projekt der hochwertigere Halbleiter CuInSe2 verwendet werden. Er hat bessere Aussichten auf höhere Wirkungsgrade. Ziel des vorliegenden Projektes liegt darin, wissenschaftliche Grundlagen zu schaffen, inwieweit CuInSe2-Halbleiter auf textilem Träger in geeigneten Schichten abscheidbar sind. Hierzu ist denkbar, hochtemperaturfestes Textilmaterial (z.B. Aramid, Polimid, Glas- oder Kohlefaser) als Basis heranzuziehen, da Halbleiter i.D.R. - auch nach etwaigem galvanischen Abscheidungen - bei höheren Temperaturen getempert werden müssen bzw. da die Abscheidebedingungen oft hohe Temperaturen erfordern. Ebenso sollen Verschaltungskonzepte auf Textilen Trägern erarbeitet werden. Solche flexiblen 'Solarzellen' können auf Flächen installiert werden, die bisher für die starren Anlagen nicht zugänglich sind. Selbst die Gestaltung von Markiesen oder textilen Zeltdächern kann ins Auge gefasst werden. Als aussichtsreichster Ansatz wird zur Zeit die Beschichtung einer Glasfasertextilie mit einem Hochtemperaturlack als Zwischenschicht angesehen. Der Lack hat die Aufgabe die sehr raue Oberfläche der Textilien einzugeben. Der Lack soll dann als Grundlage für die Solarzellenbeschichtung dienen.
Das Projekt "PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt, PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bayreuth, Institut für Materialforschung (IMA), Lehrstuhl Keramische Werkstoffe.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 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 0.5 cm2, tot. area) ; größer als 12.5 Prozent für standardisierte, für die industrielle Fertigung relevante (AM1.5, größer als 30 cm2, tot.l area, ohne AR); größer als 10.0 Prozent für ein Modul mit größer als 9 monolith. versch. Zellen (AM1.5, größer als 30 cm2, tot. area) ; größer als 8.0 Prozent für ein Modul mit größer als 5 pseudom. versch. Zellen (AM1.5, größer als 30 cm2, tot. area); ein testfähiger, flexibler Generator/Demonstrator mit einem spezifischen Gewicht kleiner als 1.0kg/m2. 2. Arbeitsplanung: Der Lehrstuhl Keramische Werkstoffe der Universität Bayreuth wird innerhalb des Verbundprojektes mehrschichtige high-epsilon Beschichtungen entwickeln, diese auf unterschiedliche Bauteile applizieren und umfangreich untersuchen. Hierzu ist es notwendig, die Schichteigenschaften und Applikationsverfahren auf die verschiedenen Substrate anzupassen sowie optimierte Schichtsysteme für die unterschiedlichen Bauteiltypen herzustellen und zu evaluieren.
Das Projekt "PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt^PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt^PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt, PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: HTS GmbH.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.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. Der Arbeitsumfang bei der HTS GmbH umfasst vor allem die technologische Entwicklung der Verschaltung (Niettechnologie) und der Trägerstruktur. Hierbei werden für die Optimierung der Verschaltung Standard-Einzelbauteile von den Projektpartnern zur Verfügung gestellt. Weiterhin ist die Entwicklung einer entsprechend flexiblen Trägerstruktur mit einem niedrigen spezifischen Gewicht notwendig. Es werden hierfür die Testverfahren für eine Qualifikation spezifiziert und Tests (intern und extern) durchgeführt.
Das Projekt "PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt^PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt^PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt^PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt, PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg.Die CIGS-Solarzellentechnologie bietet derzeit das höchste Wirkungsgradpotenzial aller Dünnschichtsolarzellen. In Verbindung mit einem dünnen, leichten Polymersubstrat entsteht dabei die Möglichkeit, Weltraum-Generatoren mit einem besonders hohen Leistung/Gewicht-Verhältnis herzustellen. Das Ziel des Vorhabens besteht darin, die CIGS-Technologie auf Polyimidfolie speziell für Weltraumanwendungen weiter zu entwickeln und ihr zum Durchbruch zu verhelfen. In einer engen Zusammenarbeit kompetenter deutscher Institute und Firmen und unter Zuhilfenahme neuester technologischer Entwicklungen wie z.B. Plasmaanregung während der CIGS-Bedampfung, Rolle-zu-Rolle-Abscheidung, mehrstufige CIGS-Abscheidung, Verwendung von Pufferschichten mit hohem Bandabstand, usw. sollen nicht nur hocheffiziente Testzellen, sondern auch anwendungsrelevante Bauteile auf großer Fläche erzeugt werden. Neben den Wirkungsgraden spielen dabei auch die Kontaktierungs- und Verschaltungstechnik, sowie die Weltraumqualifizierung der hergestellten Bauteile eine wichtige Rolle. Jeder Partner bringt sein spezielles Know-how in das Projekt mit ein. Das ZSW nimmt dabei eine Zwischenstellung zwischen Grundlagenentwicklungen im Labor und industrieller Produktion ein. Durch die neu in das Projekt eingebrachte Rolle-zu-Rolle-Anlage mit einer Beschichtungsbreite von 30cm ist das ZSW in der Lage, einen im Labormaßstab entwickelten Prozess auf produktionsrelevante Fläche zu übertragen.
Das Projekt "PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt^PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt^PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt^PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt^PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt, PIPV2 - Flexible CIGSe Dünnschichtsolarzellen für die Raumfahrt" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH.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 "KMU-innovativ - Semis: Sensitiver Mikroschalter, Teilvorhaben: Erkennungssystem" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Dresden, Institut für Festkörperelektronik.Ziel des Gesamtvorhabens ordnet sich in das gesamtgesellschaftliche Bestreben nach höherer Energie- und Materialeffizienz ein und besteht in der Entwicklung neuartiger Zero-Power-Sensoren, die sich vorteilhaft in energieautarken Systemen einsetzen lassen. Im Teilvorhaben 'Erkennungssystem' soll auf Basis feuchtesensitiver Polymere die sensitive Erkennungsschicht für das Bimorph-Element entwickelt werden, das durch die wirkende Messgröße Feuchte die Schaltbewegung des Mikroschalters auslöst. Schwerpunkte der Entwicklung sind eine hohe Sensitivität, eine geringe Querempfindlichkeit, eine gute Langzeitstabilität und eine einfache Strukturierbarkeit. Das Teilvorhaben befasst sich mit Grundlagenuntersuchungen zu Polymeren, die im Gegensatz zu Hydrogelen bei Wasseraufnahme keine gravierende Verringerung des E-Moduls aufweisen und deshalb besser für den Einsatz in bimorphen Strukturen geeignet sind. Die z.B. bei Polyimid zu beobachtende Volumenänderung in Abhängigkeit von der umgebenden Luftfeuchte soll z.B. in einer bimorphen Struktur zu Verformungen führen, die ohne Zufuhr elektrischer Energie das Schließen oder Öffnen eines elektrischen Mikrokontaktes ermöglicht. Neben der Polymer-Optimierung (TUDD1) sind die Funktionsschichten zu charakterisieren (TUDD2), Strategien zu ihrer Integration zu erarbeiten (TUDD3), die Langzeitstabilität zu untersuchen (TUDD4) sowie die Funktion mit geeigneten Demonstratoren nachzuweisen (TUDD5).
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