Große Wachstumschancen für CIGS-Solarzellen
CIGS-Solarzellen sind die leistungsstärksten Dünnschicht-Solarzellen und werden auch am PVcomB mit Industriepartnern gemeinsam weiter-entwickelt. © A. Kubatzki/HZB
Über 90 Expertinnen und Experten aus Industrie und Forschung haben sich auf dem Workshop „IW CIGS-Tech“ getroffen, den das PVcomB in Berlin-Adlershof vom 29. Bis 30.4 organisiert hat. Bild. A. Kubatzki/HZB © A. Kubatzki/HZB
CIGS-Solarzellen Workshop gibt Grund zu Optimismus: höhere Effizienz, vereinfachte Produktion
Über 90 Expertinnen und Experten aus Forschung und Industrie aus Europa, Asien und den USA tauschten sich über die neuesten Entwicklungen zu CIGS-Dünnschichtsolarzellen aus. Dabei berichteten sie über konkrete Ergebnisse und Erfolge: von neuen Rekordmodulen und vereinfachten Verfahren in der industriellen Herstellung bis zu einem vertieften wissenschaftlichen Verständnis der besten CIGS-Solarzellen. Der Workshop „IW-CIGSTech 6“ wurde vom PVcomB am HZB in Berlin-Adlershof organisiert und fand letzte Woche vom 29. zum 30. April zum inzwischen sechsten Mal statt.
CIGS-Dünnschichtsolarzellen bestehen aus den Elementen Kupfer, Indium, Gallium und Selen und sind die leistungsstärksten Dünnschicht-Solarzellen. Sie werden auch am PVcomB mit Industriepartnern gemeinsam weiterentwickelt. „Allein im letzten Jahr gab es bemerkenswerte Fortschritte in der CIGS-Technologie“, sagt Prof. Dr. Rutger Schlatmann, der das PVcomB leitet. Die Expertinnen und Experten berichteten auf dem Workshop über konkrete Ergebnisse und Erfolge in mehreren Bereichen:
• Der Weltrekord für CIGS-Zellen wurde auf knapp 22 % gesteigert und könnte nach neuesten Erkenntnissen in den nächsten Jahren bis auf 25 % steigen.
• Modul-Wirkungsgrade aus der Produktion liegen deutlich oberhalb von 16%.
• Die Produktion von CIGS-Solarzellen wurde in Deutschland wieder aufgenommen und wird weltweit ausgebaut.
Sehr vielversprechend waren auch neue Ergebnisse aus dem Bereich der Nassprozessierung, zur Prozesskontrolle und zur Produktentwicklung. So sind mit CIGS-Technologien auch sehr spezielle Anwendungen möglich, zum Beispiel für sehr große Solaranlagen mit sehr geringen Stromgestehungskosten, aber auch besondere Designs mit biegsamen Modulen oder ästhetisch anspruchsvollen Lösungen. „Der Workshop zeigt, dass es eine leistungsstarke CIGS-Gemeinschaft gibt, in der Expertinnen und Experten aus den Materialwissenschaften eng mit der Industrieforschung zusammenarbeiten. Viele berichten nun über größere Fortschritte und wir sehen große Wachstumschancen für die CIGS-Solarzellentechnik“, fasst Schlatmann seinen Eindruck zusammen.
- Batterieforschung: Alterungsprozesse operando sichtbar gemachtLithium-Knopfzellen mit Elektroden aus Nickel-Mangan-Kobalt-Oxiden (NMC) sind sehr leistungsfähig. Doch mit der Zeit lässt die Kapazität leider nach. Nun konnte ein Team erstmals mit einem zerstörungsfreien Verfahren beobachten, wie sich die Elementzusammensetzung der einzelnen Schichten in einer Knopfzelle während der Ladezyklen verändert. An der Studie, die nun im Fachjournal Small erschienen ist, waren Teams der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), der Universität Münster sowie Forschende der Forschungsgruppe SyncLab des HZB und des Applikationslabors BLiX der Technischen Universität Berlin beteiligt. Ein Teil der Messungen fand mit einem Instrument im BLiX-Labor statt, ein weiterer Teil an der Synchrotronquelle BESSY II.
- Neues Instrument bei BESSY II: Die OÆSE-Endstation in EMILAn BESSY II steht nun ein neues Instrument zur Untersuchung von Katalysatormaterialien, Batterieelektroden und anderen Energiesystemen zur Verfügung: die Operando Absorption and Emission Spectroscopy on EMIL (OÆSE) Endstation im Energy Materials In-situ Laboratory Berlin (EMIL). Ein Team um Raul Garcia-Diez und Marcus Bär hat die Leistungsfähigkeit des Instruments an elektrochemisch abgeschiedenem Kupfer demonstriert.
- Elegantes Verfahren zum Auslesen von Einzelspins über PhotospannungDiamanten mit spezifischen Defekten können als hochempfindliche Sensoren oder Qubits für Quantencomputer genutzt werden. Die Quanteninformation wird dabei im Elektronenspin-Zustand der Defekte gespeichert. Allerdings müssen die Spin-Zustände bislang optisch ausgelesen werden, was extrem aufwändig ist. Nun hat ein Team am HZB eine elegantere Methode entwickelt, um die Quanteninformation über eine Photospannung auszulesen. Dies könnte ein deutlich kompakteres Design von Quantensensoren ermöglichen.