ILGAR ist German High Tech Champion 2011
Das Business-Speed-Dining bei einem der vier Wechsel der
GERMAN HIGH TECH CHAMPIONS.
Foto: Fraunhofer
Verfahren des Helmholtz-Zentrum Berlin ermöglicht umweltverträgliche Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen
Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) gehören zu den vier GERMAN HIGH TECH CHAMPIONS im Wettbewerb der Fraunhofer-Gesellschaft. Das Team um Professor Dr. Christian-Herbert Fischer ist gestern auf der Clean Technology Conference & Expo in Boston, USA, für sein patentiertes Ion Layer Gas Reaction-Verfahren (ILGAR) ausgezeichnet worden. In Boston haben die Forscher Gelegenheit, ihr Verfahren zur Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen interessierten Unternehmen vorzustellen und mit ihnen Kontakte zu knüpfen. Außerdem hat das Team ein Preisgeld in Höhe von 10.000 € für die Reise in die USA erhalten und um die Präsentation ihres so genannten Business Case zielgruppengerecht aufzubereiten.
Der Bedarf an erneuerbaren Energien steigt – Klimawandel und Krise der Atomkraft treiben die Entwicklung an. Im Photovoltaikmarkt spielen CIS-Dünnfilm-Solarmodule eine immer größere Rolle. In ihnen werden Halbleiter eingesetzt – meist Kupfer-Verbindungen, so genannte Chalkopyrite –, um aus Sonnenlicht Strom zu gewinnen. Diese lassen sich in extrem dünnen Schichten auf Glas oder auf flexible Unterlagen wie Folie abscheiden.
Für alle Komponenten dieser Vielschicht-Systeme existieren technologisch günstige Produktionsprozesse – außer für die so genannte Puffer-Lage. Das Standard-Material für diese Schicht ist das giftige Cadmium-Sulfid. ILGAR schafft hier Abhilfe: Mit ihm lassen sich Halbleiterschichten höchster Qualität für Dünnschichtsolarzellen in standardisierten Prozessen herstellen. Die dabei produzierten Pufferschichten aus Indiumsulfid oder Zinksulfid/Indiumsulfid ersetzen nicht nur das giftige Cadmium. ILGAR macht auch ein als „Chemical Bath Deposition“ bezeichnetes Verfahren überflüssig, das als langsam und umweltschädlich gilt.
Die mit Hilfe von ILGAR hergestellten Solarzellen zeigen sehr gute Leistungsmerkmale (bisher bis zu 16,4% Effizienz) und haben sich als äußerst langlebig erwiesen. In einer deutschen Photovoltaik-Firma ist eine Pilot-Produktionslinie für ILGAR erfolgreich in Betrieb, so dass sich die Markttauglichkeit des Verfahrens bereits erwiesen hat.
Der GERMAN HIGH TECH CHAMPIONS Wettbewerb hat zum Ziel, für den Forschungsstandort Deutschland im Ausland zu werben und Technologieentwickler und Erfinder an deutschen Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen dabei zu unterstützen, ihre Erfolge in der Auftragsforschung international zu steigern. Die Pilotländer dieser neuen Kampagne sind die USA und Frankreich.
- BESSY II: Neue Probenumgebung erlaubt Einblick in thermokatalytische ProzesseEine neuartige Messzelle ermöglicht erstmals Untersuchungen mit weicher und harter Röntgenstrahlung unter hohen Drücken von bis zu 20 bar und Temperaturen von bis zu 400 °C. Dies liefert neue Erkenntnisse über thermokatalytische Prozesse, wie beispielsweise die Fischer-Tropsch-Synthese zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe. Die Entwicklung der Messzelle gilt als Meilenstein im Rahmen des Care-O-Sene-Projekts.
- Präzise Grenzflächenchemie steigert Wirkungsgrad von Perowskit-SolarzellenIm Rahmen einer internationalen Forschungskooperation wurde eine neue molekulare Strategie entwickelt, um eine der Grenzflächen in Perowskit-Solarzellen zu verbessern. Die daraus resultierenden Solarzellen erreichten in der n-i-p-Architektur einen Energieumwandlungswirkungsgrad von 26,19 % bei gleichzeitig hoher Betriebsstabilität unter längerer Bestrahlung und erhöhten Temperaturen. Die Ergebnisse wurden im „Journal of the American Chemical Society“ veröffentlicht.
- Perowskit-Dreifachsolarzellen: Noch effizienter mit GO/SAM DoppelschichtPerowskit-Halbleiter wandeln Sonnenlicht effizient in elektrische Energie um, darüber hinaus sind sie günstig und superleicht. Ein Team am HZB hat eine Dreifachsolarzelle aus drei unterschiedlichen Perowskit-Halbleitern mit einer neuartigen Doppelschicht aus Graphenoxid und SAM als Lochleiter entwickelt. Sie konnten zeigen, dass diese Doppelschicht sowohl den Wirkungsgrad als auch die Langzeitstabilität deutlich steigert. Der Wirkungsgrad der neuartigen Perowskit-Dreifachsolarzelle beträgt 27,3% und fällt auch nach mehr als 770 Stunden in Betrieb kaum ab. Die Studie ist in der renommierten Fachzeitschrift Joule erschienen.