PVcomB
Projekte & Kooperationen (Archiv bis 2019)
BMBF Programm "Spitzenforschung und Innovation in den Neuen Ländern"
Ausbau des Kompetenzzentrums Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik Berlin
Ziel des Projektes ist der Aufbau einer international einzigartigen Forschungs- und Ausbildungsinfrastruktur. Diese, die eingerichteten Lehrangebote und die aufgebauten Lehrstühle werden über die Projektlaufzeit hinaus verstetigt. Damit wird eine dauerhafte Struktur geschaffen die bis auf Europäischer Ebene Bedeutung haben wird. Das Verbundprojekt von Forschungsinstituten und Hochschulen aus Berlin und Brandenburg hat den Zuschlag für die Förderung im Rahmen des Programms „Spitzenforschung und Innovationen in den neuen Ländern“ erhalten. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 12 Millionen Euro gefördert, der Senat Berlin fügt 25% der Förderungssumme (3 Mio €) hinzu. Die Partner im Verbundprojekt, das von den führenden Technologiefirmen der Dünnschicht-Photovoltaik unterstützt wird, bauen mit dem Geld das PVcomB weiter aus.
Industrielle RoHS-konforme Puffer für sequenzielle CIGS-Absorber (NeuMaS)
Ziel des Verbundprojekts ist es, einen skalierbaren und inline-fähigen Prozess für eine Cd-freie Pufferschicht zu entwickeln und diese für unterschiedliche industriell gefertigte CIG(S)Se Absorber aus der sequenziellen Route zu qualifizieren. Kandidaten für den Pufferprozess sind die chemische Badabscheidung (CBD), die Ion Layer Gas Reaction (ILGAR), Atomic Layer Deposition (ALD), thermische Verdampfung und Kathodenzerstäubung (PVD). Gleichzeitig sollen der Wirkungsgrad gesteigert und die Kosten durch Vereinfachung des Herstellungsablaufs reduziert werden. Dies ist gleichbedeutend mit einem entscheidenden Technologievorsprung der deutschen Photovoltaik-Industrie. Das Projekt vereint in seinem Konsortium einen führenden deutschen Hersteller von Photovoltaik-Modulen (Bosch) mit einem weltweit etablierten Anlagenproduzenten für die Photovoltaik-Industrie (Manz AG) und renommierte deutsche Experten für die Dünnschicht-Photovoltaik.
Das Projekt wird im Rahmen der "Innovationsallianz Photovoltaik" gefördert.
Steigerung der Produktionsleistung der Silizium-basierten Dünnschichtmodulfertigung durch verbesserte Moduleffizienz bei hohen Abscheideraten (SiliziumDS12plus)
Ziel des Verbundvorhabens ist es, die Prozess- und Anlagentechnologie zur Abscheidung von großflächigen Silizium Dünnschicht PV Modulen zu verbessern. Der Modulwirkungsgrad in der Produktion soll von derzeit 8 - 9 % auf 11 % gesteigert werden, ohne dabei Durchsatzeinbußen hinnehmen zu müssen. Es ist das Ziel, μc-Si mit einer Rate von 1 nm/s, verdoppelt gegenüber dem jetzigen Stand, abzuscheiden. Hierfür muss insbesondere die Prozesstechnologie der Plasma-unterstützten Gasphasenabscheidung (plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD) in Anlage und Prozess weiterentwickelt werden. Dabei wird die die PECVD-Anlage optimiert, die das Kernstück zur Produktion mikromorpher Dünnschichtmodule bildet. In der eingesetzten Anlage werden neue Reaktorgeometrien, neue Generatoren für die Hochfrequenzanregung des Plasmas (TRUMPF Hüttinger, FAP GmbH) und in-situ Messtechnik (PVcomB) getestet. Ziel ist die Anpassung der Anlage, so dass die neuen Zellkonzepte in gleichbleibend hoher Qualität und zugleich erhöhtem Durchsatz produziert werden können.
Die Aufgabe des PVcomB wird es sein, die Plasmachemie des hochraten µc-Si PECVD Prozesses zu untersuchen. Dabei kommt u. a. ein in-situ SEERS Sensor der Firma Plasmetrex GmbH zum Einsatz. Des weiteren werden µc-SiOx Schichten optimiert für den Einsatz in a-Si/µc-Si Tandem Zellen und a-Si/µc-Si/µc-Si(Ge) Triple Zellen, die bei dem Projektpartner Next Energy entwickelt werden. Die Skalierung der Projektergebnisse auf 1.4 m2 Modulfläche und Implementierung in der Produktion wird bei Inventux GmbH durchgeführt.
Das Projekt wird im Rahmen der "Innovationsallianz Photovoltaik" gefördert.
Lichteinfang in der Silizium-basierten Dünnschichtsolarzellen-Technologie (LIST)
Aufgabe des BMU-Verbundvorhabens ist es einerseits, durch die Verwendung neuer Strukturen und Materialien den Laborwirkungsgrad von Silizium-basierten Dünnschichtsolarzellen weiter zu steigern, und andererseits die im Labor erfolgreichen Konzepte zur Produktionsreife zu bringen, um auch auf großen Substratflächen Wirkungsgrade von deutlich mehr als 10 % zu ermöglichen.
Das PVcomB arbeitet im Rahmen der Aktivitäten des Helmholtz-Zentrum Berlin im Teilvorhaben "Niedrig absorbierende Frontkontaktsysteme" insbesondere an der Integration von absorptionsarmen TCO-Schichten in Dünnschichtsolarzellen. Die Kombination solcher Materialien mit lichtstreuenden Elementen wird untersucht. Der Fokus der PVcomB-Aktivitäten ist die Integration in die Produktion von a-Si:H/µc-Si:H Tandemsolarzellen. Außerdem steht die Nutzung der Frontkontaktsysteme für Dünnschichtsolarzellen auf der Basis von polykristallinem Silizium im Vordergrund.
European Research Infrastructure - SOPHIA
The Sophia objectives are...
1. to join forces of partners from academia and research institutes in order to address some specific challenges of solar photovoltaic energy such as:
- the characterisation and understanding of some materials: silicon, TCOs, thin films, polymers, etc.
- the modelling of cells, modules and systems
- the performance evaluation of modules and systems, including CPV and BIPV systems
2. to give access to European researchers to a unique portfolio of laboratories and test facilities in the field of photovoltaics. This will ensure that a large number of scientists from the EU and the Associated States can benefit from expensive equipment, helping in maintaining Europe leadership in this strategic sector.
Gemeinsame Innvoationsstrategie der Länder Berlin und Brandenburg
PVcomB ist ein erstes gemeinsames Leitprojektes des Zukunftsfeldes Energietechnik. Die in in Deutschland einmalige Dichte von Kompetenzen in der Dünnschichttechnologie in der Hauptstadtregion und der entwickelten Kooperation von Unternehmen und Wissenschaftseinrichtungen auf diesem Feld machen PVcomB zum Vorzeigeprojekt im Zukunftsfeld Energietechnik.
Unternehmen & Industrie
Masdar PV
Ziel der Zusammenarbeit ist es, den Wirkungsgrad von großflächigen Photovoltaik-Modulen signifikant zu verbessern. Die Forschungskooperation findet unter dem Dach des PVcomB statt. Masdar PV wird so von einem renommierten Forschungsinstitut unterstützt und profitiert gleichzeitig vom Know-how einer der führenden Technischen Universitäten.
Pressemitteilung zur Kooperation 2008 (PDF)
Pressemitteilung zur Kooperation 2013 (PDF)
Ebner Industrieofenbau
Gegründet 1948 ist das Familienunternehmen Ebner heute Weltmarktführer für Wärmebehandlungsanlagen in der Metallhalbzeug Industrie, unter anderem stellt Ebner Öfen für die Selenisierung und Sulfurisierung von metallischen Vorläuferschichten zur Herstellung von CIGS Solarzellen, auf Glas oder Metallfolie, her. Das PVcomB unterstützt die Entwicklung dieser Öfen durch Bereitstellung von gesputterten Cu, In und Ga Vorläuferschichten auf Molybdän beschichten Glassubstraten.
Heraeus Materials Technologies GmbH
Heraeus Materials Technologies GmbH & Co. KG und das Kompetenzzentrum Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik Berlin am HZB (PVcomB) arbeiten bei der Entwicklung neuer Targets für die metallischen Precursor-Schichten für die Herstellung von CIGS-Solarzellen zusammen. Ziel der Kooperation sind gemeinsame Publikationen zu Thema ternäre CuInGa-Targets mit hohen Ga Anteil.
Forschung & Lehre
Technische Universität Berlin (TUB)
Die Technische Universität Berlin mit ihren mehr als 27.000 Studierenden ist eine aktive Forschungsuniversität, die sich konsequent energierelevanten Forschungsthemen verschrieben hat. Die Energieforschung von über 60 Fachgebieten der TU Berlin wird seit 2007 in dem ‚Innovationszentrum Energie‘ (IZE) interdisziplinär gebündelt und zusammengeführt. Das schon heute attraktive Lehrangebot für Photovoltaik wird mit nachdrücklicher Unterstützung des HZB & PVcomB weiter ausgebaut, so dass hier ein international einzigartiges Ausbildungszentrum für dieses Gebiet entsteht. Die Fokussierung der Lehre auf energierelevante Inhalte erfolgt innerhalb der Bachelor- und Masterstudiengänge ‚Energie- und Verfahrenstechnik’ und ‚Elektrotechnik’, durch gezielte Aktualisierungen der Curricula sowie durch die Schaffung des neuen Masterstudienganges ‚Regenerative Energien’.
TUB - Berlin Laboratory for innovative X-ray Technologies (BLiX)
Das "Berlin Laboratory for innovative X-ray Technologies" hat den Technologietransfer in diesem Feld zum Ziel. Unsere Vision geht dabei über die Vorstellung eines bilateralen, unidirektionalen Transfers von der Wissenschaft in die Industrie hinaus. Das BLiX soll vielmehr ein Ort kollaborativer Technologieentwicklung im Wissensdreieck Forschung - Ausbildung - Innovation sein.
TUB - Institut für Optik und Atomare Physik (IOAP)
Das Institut für Optik und Atomare Physik (IOAP) vereinigt leistungsfähige physikalische Messmethoden und deren Anwendungen unter einem gemeinsamen Dach. Damit ergeben sich faszinierende vorwiegend methodenorientierte Arbeiten in (nichtlinearer) Lichtoptik, Laserphysik, Spektroskopie, optische Technologien, Elektronenmikroskopie und -holographie, sowie Röntgenspektroskopie, Röntgenanalyse und Röntgenoptik. Diese Methoden werden dann auf spezielle experimentelle Untersuchungen auf den Gebieten der Atom-, Molekül-, Cluster- und Festkörperphysik angewandt und in der Lehre engagiert vertreten.
TUB - Fachgebiet Halbleiterbauelemente
Das Fachgebiet Halbleiterelemente forscht an Geräten auf dem Stand der Technik und mit Device-Simulation, um solche Techniken für die Herausforderungen der Nanoelektronik zu entwickeln. Diese Forschung ist einzigartig in Deutschland. Sie ist wichtig sowohl für die Equipment-Hersteller als auch für die Anwenderfirmen, entsprechend werden weltweit Kooperationsprojekte durchgeführt. Diese Analysekompetenz wird bei der Beteiligung von HLB am PVcomB sowie in gemeinsamen Projekten mit anderen Forschungsinstituten genutzt und weiterentwickelt.
Hochschule für Technik und Wirtschaft
Die kostengünstige Realisierung von Verschaltungskonzepten mittels modernster Lasertechnologien erfordert ein tiefes wissenschaftliches Verständnis der Materialeigenschaften von Dünnschichtmaterialien und Systemen, anderseits sind auch ingenieurstechnisches Fachwissen und Erfindungsgeist gefragt. Die Untersuchungen der Wechselwirkungsprozesse zwischen Hochleistungslaserstrahlung mit den Materialien der Dünnschicht-Solarzellentechnik werden das Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse ermöglichen. Die gegenwärtigen Grenzen der Lasermikromaterialbearbeitung können somit - auch über den Bereich der Solartechnologie hinaus - erweitert werden.
Forschungszentrum Jülich (FZJ)
Das Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-5) - Photovoltaik am FZJ gehört zu den weltweit größten und wissenschaftlich wie technologisch führenden Instituten im Bereich Silizium-Dünnschicht-Photovoltaik. Es untersucht sowohl die physikalischen Grundlagen als auch die Technologie für effiziente und preisgünstige Dünnschichtsolarmodule. Hierbei wird das gesamte Spektrum der Forschung und Entwicklung von Materialwissenschaft über Prozess- und Solarzellenentwicklung bis hin zur Demonstration von industrierelevanten Herstellungsverfahren abgedeckt.
Joint Lab IHP/BTU
Am Joint Lab IHP / BTU Cottbus, das Materialforschung betreibt, wird bereits seit langem ein Teil der Forschungskapazität für die Photovoltaik eingesetzt. Das betrifft sowohl Si-waferbasierte PV als auch Dünnfilm-PV der 3. Generation.
Durch die Zusammenarbeit mit PVcomB können die Arbeiten des IHP und des Joint Lab IHP/BTU noch gezielter in der Region Berlin-Brandenburg verankert werden. Die vom IHP in der Zukunft beabsichtigte Ausweitung von Forschungskapazitäten zur PV soll in Abstimmung mit PVcomB erfolgen.
MATHEON
Universität Potsdam - Physik weicher Materie
Ziel der Zusammenarbeit mit PVcomB ist es, durch die Kombination organischer Halbleiter mit amorphem Silizium neuartige hybride Dünnschichtzellen herzustellen und im Hinblick auf eine Kommerzialisierung weiterzuentwickeln. Die diesbezüglichen Arbeiten haben folgende Schwerpunkte: Optische Schichten aus organischen Halbleitern, a-Silizium als Elektronenakzeptor in hybriden Dünnschicht-Solarzellen sowie Hybride Tandemstrukturen.