Der wachsende Markt für geplatete Solarzellen benötigt innovative Technologie im Bereich der Laserstrukturierung - höhere Auflösung für kleinere Leiterbahnen, großes Bearbeitungsfeld für wachsende Waferformate und schnellere Strahlablenkung für kürzere Prozesszeiten. Im Vorhaben MIRACLE werden Laseranlagenkonzepte entwickelt, die die oben genannten Herausforderungen erfüllen. Im Teilvorhaben 'Schnelle und präzise Durchlauflaserstrukturierung von Siliziumwafern' sollen dazu verschiedene Konzepte geprüft und ausgewertet werden. Ziel ist eine homogene Laseröffnung mit einer Breite bis 10 µm auf Wafer des Formats bis M12 und mit einem Durchsatz von 8000 Wafer pro Stunde. Die Umsetzung soll aus einer Kombination verschiedener Lösungsansätze erfolgen. Dazu zählen ultraschnelle Scanner, neue Optikdesigns, aktive Fokuskorrektur und eine schnelle Regelung. Zum Abschluss sollen die Ansätze in einer Protoypenanlage zusammenfließen, an der die definierten Anforderungen erprobt und demonstriert werden können.
Im Rahmen des Vorhabens sollen industriell herstellbare Siebdruck-Pastensysteme entwickelt werden, welche die Nutzung von Silber als primäres leitfähiges Kontaktierungsmaterial durch die Verwendung silberbeschichteter Kupferpartikel signifikant reduzieren (max. Silberanteil 15-25%) und in einem weiteren Pastensystem durch die Verwendung von Bio-basiertem leitfähigem Kohlenstoff komplett substituieren. Im Teilvorhaben 'Evaluierung von alternativen Pastenrezepturen mit Konzeptionierung und Aufbau einer Kleinserienfertigung der optimierten Pastenrezepturen' ist es erforderlich, die neuen alternativen Pastensysteme grundlegend und umfangreich für die photovoltaische Anwendung zu evaluieren. Dies benötigt zunächst Tests auf Zellniveau hinsichtlich Druckbarkeit, Curing-Verhalten und I-V-Daten in der Meyer Burger (Germany) GmbH Pilotlinie. Auch müssen Lagerung und Verarbeitbarkeit bewertet werden. Im Rahmen einer Siebdruck-Metallisierung werden jeweils für die Vorderseite und Rückseite alternative Pastensysteme erprobt. Des Weiteren sind, bei erfolgreicher Zell-Vorevaluierung, Modultests nach IEC-Standard essentiell. Abschließend soll eine Kleinserien-Produktionsumgebung für die entwickelten Pastenrezepturen konzeptioniert, aufgebaut und in Betrieb genommen werden.
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.
Gebäudecharakteristik und Konzeption der Anlagentechnik: Photovoltaik (PV)-Anlage: Kirche in Betonbauweise, Flachdach, Baujahr 1970, 580 m2 Bruttogeschossfläche zzgl. Sakristei und Kapelle im Anbau, Verwendung als Katholische Kirche. Solarthermie (ST)-Anlage: Wohnhaus mit Pfarrbüros in Betonbauweise, Flachdach, Baujahr 1970, 400 qm BGF, Verwendung als Pfarrhaus. Generator (PV-Module): Die Module werden aufgeständert auf dem Flachdach der Kirche montiert. Die Ständerkonstruktion trägt 2 Modulreihen, wird aus Edelstahl gefertigt und zur Optimierung der Sonneneinstrahlung an der Flachdachbrüstung der Nordseite montiert. Die Neigung beträgt 30 Grad. Die Ausrichtung ist Südost - 10 Grad. Es wurden 2 Strangwechselrichter vom Typ SMA verwendet. Strang 1: Typ SMA 2500 mit 2500 W, 18 Module und Strang 2 mit Typ SMA 2000 mit 2000 W, 16 Modulen. Modul-Typ Isofoton I-159/12MC zu je 159 W und 1,294 m2. Die Generatornennleistung beträgt 5,4 kW. Solarthermische Anlage: Die Montage erfolgt aufgeständert mit ca. 40 Grad Neigung in Südausrichtung auf dem Flachdach des Pfarrhauses. Die Nettofläche beträgt 7.6 m2, vorhandener 400 l Speicher, externer Plattenwärmetauscher. Die Verrohrung erfolgt in 18 mm Kupferrohr, Kollektor: LB Kollektorbausatz der Firma Wagner, Regelung ebenfalls Fa. Wagner. Geplante Maßnahmen zur Verbreitung: Erstellung und Veröffentlichung einer Studie, Info dazu an die örtlichen Presse (Süddeutsche Zeitung). Mitteilungen an die Bürger der politischen Gemeinde auf Bürgerversammlungen durch den Bürgermeister. Darstellung anlässlich des großen Zukunftsfestes in Unterhaching im Oktober 99. Begleitung des Projektes in der örtlichen und kirchlichen Presse. Infoständer an mehreren Sonntagen zur Darstellung des Projektes und zur Gewinnung von Spenden. Gemeinsame Aktionen/Veröffentlichungen mit den ISAR-Amperwerken (Netz-Einspeisung). Erstellung von Prospekten (Beschreibung des Projektes, Darstellung der Realisierung und der Förderung, der Eigenbeteiligung, technische Daten etc.) PR-Maßnahmen in Zusammenarbeit mit der Clearingstelle Kirche und Umwelt und dem Umweltbeauftragten der Diözese. Schautafeln vor der Kirche mit Anzeige der gewonnen Solarenergie. Vorträge und Führungen. Ausstellungen im Foyer des Rathauses. Fazit: Das Projekt kann als gelungen bezeichnet werden, es wurde von sehr vielen Gemeindemitgliedern, Bürgern und der Presse entsprechend gewürdigt. Aus unserer Sicht ist die Bundesförderung Ihren Zielvorstellungen durch Ihre Unterstützung der Solarmaßnahmen ein Stück näher gekommen.