Das Projekt "Vakuumprozessierte Dünnschichtsolarzellen im Verbundprojekt 'PeroSol' (Halogenid-Perowskite als neuartige Absorber für Hochleistungs-Dünnschichtsolarzellen)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Material- und Geowissenschaften, Bereich Materialwissenschaft, Fachgebiet Oberflächenforschung durchgeführt. In diesem Teilprojekt sollen die erwarteten Vorteile von Dünnschichtsolarzellen für eine kostengünstige und hocheffiziente Photovoltaik durch eine neue Klasse von Absorbermaterialien auf Basis von halogenhaltigen Perowskiten realisiert werden. Durch interaktive Verknüpfung der beteiligten Arbeitsgruppen werden ein umfassendes Verständnis der spezifischen materialwissenschaftlichen Grundlagen und photovoltaisch relevanten physikalischen Eigenschaften, die erfolgreiche Synthese alternativer nachhaltiger Perowskite sowie eine skalierbare Prozessierung angestrebt. Ausgehend vom Standardabsorber CH3NH3PbI3 liegen die Schwerpunkte bei der Synthese auf der Substitution des Pb durch umweltverträgliche Alternativen wie Sn, sowie auf der Variation der Halogene zur Skalierung der Energielücke, auch im Hinblick auf Dritte-Generation-Multijunction-Zellen. Die Deposition von Bauteilstrukturen soll durch eine spezielle, von der CdTe-Dünnschichtphotovoltaik abgeleitete 'closed space'-Vakuumdeposition erfolgen. Die chemische und elektronische Charakterisierung der Perowskite und ihrer Grenzflächen erfolgt in diesem Teilprojekt mittels Photoelektronenspektroskopie. Die photovoltaischen Eigenschaften der Bauteile werden klassisch durch IV-Kennlinien und Quanteneffizienzmessungen ermittelt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Industrieller Kobedampfungsprozess" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Manz CIGS Technology GmbH durchgeführt. Zentrales Thema der Forschungsarbeiten ist die Verkürzung der CIGS-Depositionszeit mit dem Ziel die Wettbewerbsfähigkeit der CIGS-Dünnschichttechnologie zu erhalten und zu steigern. Dies wird unterstützt durch die computerbasierte Beschreibung wichtiger Teilprozesse wie Diffusion, Kristallbildung, Wachstumskinetik, Gleichgewichtszustände, Alkali-Austausch, Alkali-Einbau ins Gitter, etc. Parallel dazu erfolgt die experimentelle Umsetzung in einer eigens für schnelle Abscheideprozesse optimierten Pilotanlage. Durch aufwändige analytische Verfahren und Untersuchungen werden Teilprozesse und Effekte des schnellen Wachstums und des Alkali-Einbaus detailliert erforscht. Hinzu kommen Beiträge zur Auswahl und zur experimentellen Verifizierung eines p-Verbindungshalbleiters zur Vorbereitung der monolithischen Tandem-Verschaltung (z. B. Chalkopyrit/Perovskit).
Das Projekt "Chemische Sensoren mit Festkoerperionenleitern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Abteilung Analytische Chemie durchgeführt. Auf der Basis fester Ionenleiter sollen reproduzierbare, spezifische und schnell ansprechende mikroionische chemische Sensoren entwickelt werden. Dazu werden einerseits bekannte ionenleitende Materialien als optimierte Einkristall-, Duennschicht-, Dickschicht- und Sinterstrukturen eingesetzt. Andererseits werden neue Elektrodenmaterialien mit Elektronen- oder gemischter Leitung durch Variation von Substanzen und Elektrodengeometrien optimiert. Die Untersuchungen und Sensorentwicklungen sollen mit 2 Schwerpunkten erfolgen: einerseits sollen Sauerstoff-Sensoren auf der Basis von ZrO2 und TiO2 hergestellt, untersucht und als Prototypen vorgestellt werden. Analog dazu soll ein Kohlendioxid-Sensor auf der Basis von Na2CO3 entwickelt werden. Andererseits sollen auf molekularer Ebene Sensoreigenschaften dieser und auch neuer Materialien wie LaF3, beta-Alumina und Perowskite mit definierten Elektroden aufgeklaert werden mit dem Ziel, ein systematisches Konzept fuer die Entwicklung neuer Modell-Sensorstrukturen zu erarbeiten. Zur Fehlerdiagnostik, Optimierung und Aufklaerung von Struktur und Wirkungsweise der Sensoren sollen vergleichend zu den elektrischen Untersuchungen spektroskopische Untersuchungen eingesetzt werden.
Das Projekt "Perowskitische und silikatische Keramikwaben zur katalytischen und adsorptiven Abgasreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Graz, Institut für Chemische Technologie anorganischer Stoffe durchgeführt. An zwei durch den FFF gefoerderten Projekten der Fa. Frauenthal Keramik AG ueber katalytische und adsorptive Abgasreinigung war die Arbeitsgruppe Herzog/Fruhwirth mit zwei gefoerderten Dissertationen beteiligt. Eine Dissertation ueber die Computersimulation von Festkoerpern und Festkoerpergrenzflaechen im Hinblick auf katalytische Reaktionen und eine zweite ueber die Synthese von aktiven Co-haltigen Perowskiten als Oxydationskatalysatoren in Wabenform.