Der Prozess der Jahrringbildung wird durch innere und äußere Faktoren gesteuert. In diesem Kooperations-Forschungsvorhaben zwischen dem Institut für Waldwachstum und der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA), Freiburg untersuchen wir die Zellstruktur der Jahrringe von Fichten (Picea abies) und Buchen (Fagus sylvatica) mit besonderem Augenmerk auf Trockenstressreaktionen in den Jahren 1976 und 2003 sowie deren Nachwirkungseffekte. Die Untersuchungsbäume wurden an verschiedenen Standorten der Bodenzustandserfassung (BZE) sowie des intensiven Waldmonitorings (Level II) in Baden-Württemberg ausgewählt. Damit ist es möglich, standortangepasste Bodenwasserhaushaltsmodelle für die Untersuchungsstandorte zu parametrisieren und damit die Wasserverfügbarkeit der Bäume zu rekonstruieren. Das Ziel dieser jahrringbasierten Forschungsarbeit besteht darin, Zellparameter zu identifizieren, anhand derer Trockenstress-Intensitäten quantifiziert werden können. Zudem liefern die Auswertungen Daten und Informationen für die Validierung von Geländewasserhaushaltsmodellen.
TOPCon Solarzellen (Tunnel Oxide Passivating Contact) wurden in den letzten Jahren von vielen Forschungsinstituten und Firmen entwickelt und werden nun zunehmend in industrieller Produktion hergestellt und kommerziell vertrieben. Dabei werden Zellspannungen von knapp über 700 mV erreicht und Wirkungsgrade von 23.0% bis 23.8% erzielt. Die Spannung solcher Zellen wird vor allem durch die Rekombination auf der Vorderseite limitiert, weshalb als nächster Schritt eine Verbesserung der Zellvorderseite notwendig ist. Um optische Verluste durch parasitäre Absorption zu vermeiden, sind dafür strukturierte passivierte Kontakte notwendig. Entwickelt werden soll eine Prozess-Sequenz zur kostengünstigen Herstellung solcher strukturieren passivierten Kontakte. Diese soll in den Standardprozess für TOPCon Solarzellen eingebunden werden und basiert auf lokaler Laserdotierung von poly-Silizium zur Herstellung von in alkalischer Lösung ätzstabilen p+ poly-Silizium-Bereichen. Auf diese Weise sollen auf der Vorderseite der Solarzelle lokale passivierte Kontakte implementiert werden, um den Wirkungsgrad der Solarzelle, vor allem durch eine erhöhte Zellspannung von 715-720 mV, deutlich zu steigern. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens zur Herstellung solcher lokalen Kontakte besteht bei IBC Solarzellen (interdigitated back contact). Hierbei ermöglicht die lokale Behandlung durch den Laser die Herstellung separater p+ dotierter poly-Silizium Bereiche. Im Teilprojekt des ISC werden vor allem die Schichtentwicklung, die Laserprozessentwicklung und die Entwicklung der Zellstrukturen bearbeitet. Das überragende Ziel des ISC ist es, kosteneffiziente Prozessfolgen für TOPCon und IBC Solarzellen mit strukturierten passivierten Kontakten zu entwickeln, die sich in die industrielle Fertigung überführen lassen.
Feinstruktur und Antigenitaet der virusinfizierten Zelle sollen zunaechst verplant und dann auch hinsichtlich folgender Parameter untersucht werden: Expression virusindizierter Antigene durch Immunofluoreszenz- und Immunelektronenmikroskopie; Auftreten von Aenderungen der Oberflaechenladung, der Verteilung von Membranpartikeln; Suche nach virusspezifischen Antikoerpern, nach RNS-tumorvirusspezifischen Antigenen beim Menschen.
Elektronenmikroskopische Untersuchungen.
Der Grad der Zuverlaessigkeit palaeooekologischer Analysen haengt unter anderem ab von unserer Kenntnis der Wirkungsweise klimatischer Aussenfaktoren auf physiologische Prozesse der Pflanzen. Hierbei spielt die Frage danach, ob die meisten Pflanzen ueber nur ein einziges biochemisches und biophysikalisches Prinzip der Resistenz gegen Hitze, Kaelte und Duerre verfuegen, oder ob gegen diese schaedlichen Aussenfaktoren unterschiedliche Resistenzarten entwickelt sind, eine grosse Rolle. Sie haben die Veraenderungen der Feinstruktur des Plasmas von Pflanzenzellen beim Uebergang vom aktiven zum Ruhestillstand und umgekehrt verfolgt, verbunden mit Analysen des Energiestoffwechsels von Geweben, die sich in unterschiedliche Aussenfaktoren in den Zustand der Ruhe versetzt worden waren. Die Untersuchungen wurden ausgedehnt auf eine Bearbeitung der RNS ruhender und aktiver Pflanzenzellen.
Die Auswirkung der prognostizierten Klimaveränderungen auf Wachstum und Produktivität von Fichte und Buche werden aktuell noch immer kontrovers diskutiert. Die Analyse der inter- und intraannuellen Wachstumsdynamik unter verschiedenen ökologischen Bedingungen wird detaillierte Einblicke zu Resilienz- und Anpassungspotential des Dickenwachstums im Hinblick auf klimatische Extremereignisse und Umweltveränderungen bereitstellen. Diese Studie basiert auf der geplanten Auswertung von einzigartig langen Zeitreihen von Dendrometermessungen, welche in drei dendroökologischen Messstationen des Instituts für Waldwachstum, entlang eines Höhengradienten im südwestlichen Deutschland gesammelt wurden. In den drei Versuchsflächen wird durch automatische Präzisions-Dendrometer die Radialveränderungen der Schäfte von Buchen- und Fichtenuntersuchungsbäumen kontinuierlich seit 1990 (in 1250 m Höhenlage) und 1997 (in 450 m und 750 m Höhenlage) in hoher zeitlicher Auflösung (alle 15 Minuten) aufgezeichnet. Für den gleichen Zeitram werden in diesen Versuchsflächen auch meteorologische und pedologische Parameter erfasst. Ergänzende Umweltdaten stehen von der nahegelegenen Messstation des deutschen Umweltbundesamt es zur Verfügung, welche außerdem hochauflösende Zeitreihen der troposphärischen CO2 Konzentration beinhalten. Zur Erweiterung der retrospektiven Analyse werden Stammscheiben und Bohrkerne von Dendrometerbäumen und deren Nachbarbäumen entnommen. Der innovative Ansatz, lange Dendrometerzeitreihen mit Parametern wie Jahrringbreite, Zellstruktur, intra-annuellem Dichteprofil sowie mit Daten aus eingehenden Studien zur kambialen Aktivität und Jahrringbildung zu kombinieren, bietet eine einmalige Gelegenheit unser Verständnis und das Wissen über Interaktionen von verschiedenen Umweltfaktoren mit der kurz-, mittel- und langfristigen Wachstumsdynamik von den zwei wichtigen Baumarten der deutschen Forstwirtschaft zu vertiefen.
Zusammenfassend hat StroKoTOP das Ziel für zukunftsrelevante, höchsteffiziente Solarzellen aufzuzeigen, wie sich mittels stromgestützter Kontaktformierung (StroKo) eine industrierelevante und nachhaltige Verbesserung von Solarzelleneffizienzen erreichen lässt. Eine weitere Wirkungsgradsteigerung von TOPCon Zellstrukturen durch Anpassung der Vorprozesse auf eine nachgelagerte StroKo wird demonstriert. Die Wirkungsweise von StroKo auf Zellen mit silberarmen geplateten Kontakten wird untersucht und es werden Verbesserungen in der Plating Route (Herstellungssequenz von Solarzellen mit geplateten Kontakten) identifiziert, die durch den Einsatz von StroKo ermöglicht werden. Es wird in einem proof-of-principle gezeigt, dass sich StroKo auch auf ausgewählte Silizium-Perowskit-Tandem Strukturen anwenden lässt. Es wird eine Demonstratoranlage gebaut, die eine on-the-fly Anwendung von StroKo auf G12 Waferformaten zulässt und durch Veränderungen der bisherigen Hardware wird die Taktzeit den Anforderungen an die steigende Taktzeit in der Industrie angepasst.
Zusammenfassend hat StroKoTOP das Ziel für zukunftsrelevante, höchsteffiziente Solarzellen aufzuzeigen, wie sich mittels stromgestützter Kontaktformierung (StroKo) eine industrierelevante und nachhaltige Verbesserung von Solarzelleneffizienzen erreichen lässt. Eine weitere Wirkungsgradsteigerung von TOPCon Zellstrukturen durch Anpassung der Vorprozesse auf eine nachgelagerte StroKo wird demonstriert. Die Wirkungsweise von StroKo auf Zellen mit silberarmen geplateten Kontakten wird untersucht und es werden Verbesserungen in der Plating Route (Herstellungssequenz von Solarzellen mit geplateten Kontakten) identifiziert, die durch den Einsatz von StroKo ermöglicht werden. Es wird in einem proof-of-principle gezeigt, dass sich StroKo auch auf ausgewählte Silizium-Perowskit-Tandem Strukturen anwenden lässt. Es wird eine Demonstratoranlage gebaut, die eine on-the-fly Anwendung von StroKo auf G12 Waferformaten zulässt und durch Veränderungen der bisherigen Hardware wird die Taktzeit den Anforderungen an die steigende Taktzeit in der Industrie angepasst.
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| Wissenschaft | 1 |
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| Förderprogramm | 151 |
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| Lebewesen & Lebensräume | 156 |
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| Mensch & Umwelt | 156 |
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