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.
- Metalloxide: Wie Lichtpulse Elektronen in Bewegung setzenMetalloxide kommen in der Natur reichlich vor und spielen eine zentrale Rolle in Technologien wie der Photokatalyse und der Photovoltaik. In den meisten Metalloxiden ist jedoch aufgrund der starken Abstoßung zwischen Elektronen benachbarter Metallatome die elektrische Leitfähigkeit sehr gering. Ein Team am HZB hat nun zusammen mit Partnerinstitutionen gezeigt, dass Lichtimpulse diese Abstoßungskräfte vorübergehend schwächen können. Dadurch sinkt die Energie, die für die Elektronenbeweglichkeit erforderlich ist, so dass ein metallähnliches Verhalten entsteht. Diese Entdeckung bietet eine neue Möglichkeit, Materialeigenschaften mit Licht zu manipulieren, und birgt ein hohes Potenzial für effizientere lichtbasierte Bauelemente.
- Lithium-Schwefel-Batterien mit wenig Elektrolyt: Problemzonen identifiziertMit einer zerstörungsfreien Methode hat ein Team am HZB erstmals Lithium-Schwefel-Batterien im praktischen Pouchzellenformat untersucht, die mit besonders wenig Elektrolyt-Flüssigkeit auskommen. Mit operando Neutronentomographie konnten sie in Echtzeit visualisieren, wie sich der flüssige Elektrolyt während des Ladens und Entladens über mehrere Schichten verteilt und die Elektroden benetzt. Diese Erkenntnisse liefern wertvolle Einblicke in die Mechanismen, die zum Versagen der Batterie führen können, und sind hilfreich für die Entwicklung kompakter Li-S-Batterien mit hoher Energiedichte.
- Berliner Wissenschaftspreis geht an Philipp AdelhelmDer Batterieforscher Prof. Dr. Philipp Adelhelm wird mit dem Berliner Wissenschaftspreis 2024 ausgezeichnet. Er ist Professor am Institut für Chemie der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) und leitet eine gemeinsame Forschungsgruppe der HU und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB). Der Materialwissenschaftler und Elektrochemiker forscht zur Entwicklung nachhaltiger Batterien, die eine Schlüsselrolle für das Gelingen der Energiewende spielen. International zählt er zu den führenden Expert*innen auf dem Gebiet der Natrium-Ionen-Batterien.