Die Herstellung von CIGS-Solarzellen beschleunigen
Am Kompetenz-Zentrum Photovoltaik soll mit den Fördergeldern ein Verdampfungsprozess optimiert werden, damit sich CIGS-Module schneller industriell fertigen lassen. Foto: HZB
Die CIGS-Dünnschichtphotovoltaik lässt sich gut in Gebäudefassaden integrieren. Foto: Manz AG
Bundeswirtschaftsministerium fördert Projekt speedCIGS mit 4,7 Millionen Euro
Ein Projektkonsortium aus Forschung und Industrie hat unter Beteiligung des Photovoltaik-Kompetenzzentrums (PVcomB) des Helmholtz-Zentrums Berlin ein großes Drittmittelprojekt eingeworben. Das Projekt „speedCIGS“ wird vom Bundeswirtschaftsministerium mit 4,7 Millionen Euro über vier Jahre gefördert, davon gehen 1,7 Millionen Euro an das HZB. Mit dem Geld wollen die Projektpartner den Herstellungsprozess für CIGS-Dünnschichtsolarzellen beschleunigen und die Technologie attraktiver für die Industrie machen.
Das Projekt speedCIGS wird in Zusammenarbeit mit dem Anlagenbauer Manz AG, dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden Württemberg ZSW, den Universitäten Jena und Paderborn, dem Max Planck Institut Dresden und der Wilhelm Büchner Hochschule (Projektkoordinator) realisiert.
CIGS-Solarzellen bestehen aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen. Mit der Förderung soll am PVcomB ein Koverdampfungsprozess optimiert werden, um CIGS-Schichten für Dünnschichtsolarzellen herzustellen. Die Elemente werden bei diesem Prozess gemeinsam im Vakuum auf ein geheiztes Substrat abgeschieden und bilden dort eine dünne Schicht der gewünschten Verbindung. Der am PVcomB verwendete Herstellungsprozess wird bereits in der Industrie eingesetzt, aber er läuft derzeit noch relativ langsam ab. Im speedCIGS-Projekt soll dieser Prozess beschleunigt werden, damit bei gleichen Investitionskosten mehr Module pro Zeiteinheit produziert werden können. Dadurch könnte die Herstellung von CIGS-Solarmodulen deutlich günstiger werden, was der Technologie in der angespannten Marktlage einen Wettbewerbsvorteil verschaffen würde.
Am PVcomB soll zudem ein transparentes p-leitendes Material entwickelt werden, das einen entscheidenden Beitrag zur Entwicklung von hocheffizienten, auf CIGS-basierenden Tandemsolarzellen leisten soll.
Bereits heute zeichnen sich polykristalline CIGS-Solarzellen insbesondere durch einen hohen Wirkungsgrad und hohe Energieerträge aus. Ein weiterer Vorteil ist das ästhetisch ansprechende Erscheinungsbild der Module, die sich gut in die Gebäudearchitektur integrieren lassen.
- Neue Methode zeigt, wie molekulare Schalter von ihren Nachbarn beeinflusst werdenForschende der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Zentrums Berlin (HZB) können erstmals direkt erkennen, wie die Umgebung eines molekularen Schalters dessen elektronische Struktur beeinflusst. Molekulare Schalter sind Moleküle, die sich durch äußere Einflüsse wie Temperaturänderungen zwischen zwei Zuständen umschalten lassen – ähnlich einem Schalter mit den Positionen „An“ und „Aus“. Solche Moleküle werden als mögliche Bausteine für künftige Datenspeicher oder Sensormaterialien erforscht. Mit Hilfe der magnetischen Terahertz-Spektroskopie an BESSY II konnten die Forschenden nun erstmals unterscheiden, ob benachbarte Moleküle in einem Material gleich oder anders geschaltet sind. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift „Angewandte Chemie International Edition“ erschienen.
- 3D-Magnetfeld-Experiment an BESSY II bringt Spintronik voran(Fe0.63Ni0.3Pd0.07)3P oder kurz FNPP ist ein magnetisches Material, das auch schon bei Raumtemperatur komplexe magnetische Strukturen zeigt. Das macht das Material für die Spintronik interessant, die Datenverarbeitung mit deutlich weniger Energieeinsatz ermöglichen würde, zum Beispiel neuartige Datenspeicher. Allerdings müsste es dafür gelingen, die gewünschten Strukturen kontrolliert zu erzeugen und zu verändern, und das ist bisher noch eine Herausforderung. Eine neue Studie unter Federführung des HZB ist hier nun einen Schritt vorangekommen. Mit einem weltweit einzigartigen Instrument, dem VEKMAG an BESSY II, zeigten sie, dass ein sehr kleines äußeres Magnetfeld in der Ebene der Strukturen ausreicht, um diese zu verändern.
- Grüner Wasserstoff: Ultradünne Nickeloxidschichten erweisen sich als überlegenUltradünne Nickeloxid-Beschichtungen können die Leistung von Wasserelektrolyseuren mit Anionenaustauschmembran (AEM) deutlich verbessern. Dies hat ein Team um Dr. Michelle Browne nachgewiesen: Eine nur 10 Nanometer dicke Nickeloxidschicht übertrifft dabei die Leistung von herkömmlichen Nickeloxid-Pulverelektroden, benötigt dabei jedoch weniger als 1 % des Katalysatormaterials. Die Studie ist im „Journal of Materials Chemistry A“ veröffentlicht.