Durch die aktuell stattfindende rasante Transformation von Bor- hin zu Gallium-dotierten monokristallinen Siliziumsolarzellen auf dem weltweiten PV-Markt besteht insbesondere für Modul- und Systemhersteller, aber auch für Kraftwerksbetreiber ein großes Risiko, da die Langzeiteffekte in Ga-dotierten Solarzellen unbekannt sowie Ga-korrelierte Defekte noch weitgehend unerforscht sind. Ziel dieses Vorhabens ist daher die Analyse der Degradationseigenschaften von Ga-dotiertem Silizium auf Wafer-, Zell und Modullevel sowie die Entwicklung zuverlässiger und sensitiver Prüfverfahren, die es ermöglichen, für Ga-dotierte Zellen und Module zuverlässige Aussagen mithilfe artefaktfreier Messungen hinsichtlich des Risikos für langfristige Degradation zu treffen. Anhand dieser Erkenntnisse soll ein neuer Normentwurf mitgestaltet werden. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse werden Modelle zur Vorhersage des Degradationsverhaltens entwickelt und die hieraus erhaltenen Ertragsprognosen mit Hilfe von Outdoor-Tests verifiziert. Schließlich sollen Optimierungsstrategien zur Erhöhung der Langzeitstabilität von Modulen im Feld entwickelt werden.
Durch die aktuell stattfindende rasante Transformation von Bor- hin zu Gallium-dotierten monokristallinen Siliziumsolarzellen auf dem weltweiten PV-Markt besteht insbesondere für Modul- und Systemhersteller, aber auch für Kraftwerksbetreiber ein großes Risiko, da die Langzeiteffekte in Ga-dotierten Solarzellen unbekannt sowie Ga-korrelierte Defekte noch weitgehend unerforscht sind. Ziel dieses Vorhabens ist daher die Analyse der Degradationseigenschaften von Ga-dotiertem Silizium auf Wafer-, Zell und Modullevel sowie die Entwicklung zuverlässiger und sensitiver Prüfverfahren, die es ermöglichen, für Ga-dotierte Zellen und Module zuverlässige Aussagen mithilfe artefaktfreier Messungen hinsichtlich des Risikos für langfristige Degradation zu treffen. Anhand dieser Erkenntnisse soll ein neuer Normentwurf mitgestaltet werden. Auf Basis der experimentellen Ergebnisse werden Modelle zur Vorhersage des Degradationsverhaltens entwickelt und die hieraus erhaltenen Ertragsprognosen mit Hilfe von Outdoor-Tests verifiziert. Schließlich sollen Optimierungsstrategien zur Erhöhung der Langzeitstabilität von Modulen im Feld entwickelt werden.
Basierend auf mehreren Studien in den letzten zwei Jahrzehnten ist weitestgehend gesichert, dass Pestizide Wirbellosen-Gemeinschaften in Bächen beeinflussen, was sich in einer Zunahme der relativen Häufigkeit von toleranten Taxa äußert. Unser Verständnis der Reaktion und der Langzeitfolgen toxischer Effekte ist jedoch noch unzureichend in Bezug auf die räumliche Dynamik und Anpassungsprozesse. Modellierungsstudien zeigten, dass sich genetische Anpassungen an Pestizide, die zu einer erhöhten Toleranz führen, auch Organismen in unbelasteten Standorten beeinflussen können. Empirische Studien über das Potenzial von Pestizideffekten flussabwärts sich auf Organismen in unbelasteten Bachabschnitten fortzupflanzen sind jedoch selten. In diesem Projekt untersuchen wir für verschiedene Wirbellose, ob sich Pestizideffekte auf Organismen in Refugien ausbreiten können. Das Projekt profitiert von einem landesweiten Monitoringprogramm zu Pestiziden (Umsetzung des nationalen Monitorings kleiner Gewässer für Pestizide), das qualitativ hochwertige Pestiziddaten, hochauflösende physikochemische Daten sowie Gemeinschaftsdaten zu Wirbellosen und Kieselalgen ohne zusätzliche Kosten liefert. Wir werden drei wirbellose Arten, darunter einen Gammarid, eine Köcherfliege und eine Eintagsfliege, in landwirtschaftlichen Stellen mit hoher Pestizidtoxizität und in zwei Abständen innerhalb von Refugien (Rand von Refugien und weiter stromaufwärts) untersuchen. Mit Hilfe von Schnelltests werden wir die Toleranz der Wirbellosen bestimmen, um mögliche Anpassungen beurteilen zu können. Darüber hinaus werden wir die genetische Vielfalt und Energiereserven in Gammariden messen. Wir stellen die Hypothese auf, dass die Anpassung die genetische Vielfalt reduziert und dass diese Reduktion sich auf unbelastete Standorte am Rand des Refugiums ausbreitet. Darüber hinaus gehen wir nach dem Konzept der Ressourcenallokation davon aus, dass eine höhere Toleranz mit einer höheren Allokation von Energie in Abwehrmechanismen verbunden ist, was zu geringeren Energiereserven im Vergleich zu weniger toleranten Organismen führt. Insgesamt wird dieses Forschungsprojekt wesentlich zum Verständnis der Mechanismen beitragen, die der höheren Toleranz in belasteten Standorten, wie in einer früheren Studie beobachtet (Shahid et al. 2018), zugrunde liegen. Außerdem wird es unsere Abschätzung der Kosten der Verschmutzung für Organismen und Populationen in unbelasteten Standorten voranbringen.