HZB erhält Fördermittel, um den Herstellungsprozess für CIGS-Solarzellen zu optimieren
Sebastian Schmidt zeigt eines der CIGS-Module. © HZB
Das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) hat ein großes Projekt eingeworben, um mit Partnern aus Deutschland und den Niederlanden den Herstellungsprozess für CIGS-Dünnschichtsolarzellen weiter zu optimieren. Der vakuumfreie Prozess kommt ohne giftige Gase aus und wird günstiger. Das Projekt läuft unter dem Akronym ACCESS-CIGS, das für „Atmospheric Cost Competitive Elemental Sulpho-Selenisation for CIGS” steht.
Am Photovoltaik-Kompetenzzentrum (PVcomB) des HZB, in Adlershof entwickeln Expertinnen und Experten einen innovativen Prozess, um CIGS-Schichten für die Anwendung in Dünnschicht-Solarzellen herzustellen. CIGS steht dabei für die Verbindung Cu(In,Ga)(Se,S)2 aus Kupfer, Indium, Gallium, Selen und Schwefel. Die polykristalline CIGS Solarzellentechnologie zeichnet sich insbesondere durch hohe Effizienzen auf Zellniveau und hohe Energieerträge für Solarmodule aus.
Der am PVcomB verfolgte Prozess benötigt kein Vakuum und verwendet elementares Selen und Schwefel, um die metallische Vorläuferschicht aus Kupfer-Indium-Gallium in eine polykristalline CIGS-Halbleiterschicht umzuwandeln. Dies hat den Vorteil, dass der Prozess ohne den Einsatz von giftigen Gasen wie Selenwasserstoff (H2Se) auskommt und somit Produktionskosten spart. Dadurch könnte die Herstellung von CIGS-Solarmodulen deutlich günstiger werden und so die Technologie in der derzeit angespannten Marktlage unterstützen.
Dem PVcomB ist es gelungen, innerhalb der SOLAR-ERA.NET Initiative Fördermittel in Höhe von 800.000 € einzuwerben. Im Rahmen eines binationalen europäischen Konsortiums werden sie damit in den nächsten zwei Jahren technologieorientiert daran arbeiten, die Selenversorgung zu optimieren und ihren Einfluss auf den Kristallisationsprozess zu verbessern.
Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit den Firmen TNO/Solliance und Smit Thermal Solutions, beide ansässig in Eindhoven in den Niederlanden, und mit der Firma Dr. Eberl MBE Komponenten aus Weil der Stadt auf deutscher Seite, durchgeführt.
- Poröse organische Struktur verbessert Lithium-Schwefel-BatterienEin neu entwickeltes Material kann die Kapazität und Stabilität von Lithium-Schwefel-Batterien deutlich verbessern. Es basiert auf Polymeren, die ein Gerüst mit offenen Poren bilden. In der Fachsprache werden sie radikale kationische kovalente organische Gerüste oder COFs genannt. In den Poren finden katalytisch beschleunigte Reaktionen statt, die Polysulfide einfangen, die ansonsten die Lebensdauer der Batterie verkürzen würden. Einige der experimentellen Analysen wurden an der BAMline an BESSY II durchgeführt. Prof. Yan Lu, HZB, und Prof. Arne Thomas, Technische Universität Berlin, haben diese Arbeit gemeinsam vorangetrieben.
- Wie sich Nanokatalysatoren während der Katalyse verändernMit der Kombination aus Spektromikroskopie an BESSY II und mikroskopischen Analysen am NanoLab von DESY gelang es einem Team, neue Einblicke in das chemische Verhalten von Nanokatalysatoren während der Katalyse zu gewinnen. Die Nanopartikel bestanden aus einem Platin-Kern mit einer Rhodium-Schale. Diese Konfiguration ermöglicht es, strukturelle Änderungen beispielsweise in Rhodium-Platin-Katalysatoren für die Emissionskontrolle besser zu verstehen. Die Ergebnisse zeigen, dass Rhodium in der Schale unter typischen katalytischen Bedingungen teilweise ins Innere der Nanopartikel diffundieren kann. Dabei verbleibt jedoch der größte Teil an der Oberfläche und oxidiert. Dieser Prozess ist stark von der Oberflächenorientierung der Nanopartikelfacetten abhängig.
- KlarText-Preis für Hanna TrzesniowskiDie Chemikerin ist mit dem renommierten KlarText-Preis für Wissenschaftskommunikation der Klaus Tschira Stiftung ausgezeichnet worden.