Bewilligt! EU-Projekt INFINITE-CELL
Im November 2017 startet ein großes EU-Forschungsprojekt zu Tandemsolarzellen, an dem auch das HZB beteiligt ist. Ziel ist es, Halbleiter-Dünnschichten aus Silizium und Kesteriten zu besonders preiswerten Tandemzellen mit Wirkungsgraden von über 20 Prozent zu kombinieren. An dem Projekt arbeiten mehrere große Forschungseinrichtungen aus Europa, Marokko, Südafrika und Weißrußland und zwei Industriepartner.
„Wir haben nicht nur eingehende Erfahrungen mit Kesteriten, sondern verfügen auch über ein großes Spektrum an Analyse-Methoden, um Absorbermaterialien sehr gründlich zu charakterisieren“, erklärt Prof. Dr. Susan Schorr. Das Gesamt-Projekt wird von der FUNDACIO INSTITUT DE RECERCA DE L'ENERGIA DE CATALUNYA (IREC), Spanien, einem langjährigen Kooperationspartner des HZB, koordiniert. Mit einem Kick-off-Workshop in Brüssel im November 2017 startet das Projekt.
Konkrete Ziele
Dabei gibt es konkrete Ziele: So sollen Kesterit-Solarzellen Wirkungsgrade von mehr als 14 Prozent erreichen (aktuell knapp 12 Prozent), Dünnschichtsiliziumzellen aus recyceltem Material noch Wirkungsgrade von über 16 Prozent. Dabei nutzt Silizium einen anderen Energiebereich des Lichts, um Strom zu erzeugen, als Kesterit. Kombiniert man beide Materialien zu einer Tandemsolarzelle, indem man sie aufeinanderstapelt oder sogar aufeinander aufwachsen lässt, dann lässt sich ein deutlich größerer Anteil der Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln. Solche besonders effizienten, dabei aber auch preiswerten Solarmodule könnten in Fassaden, Dachflächen oder Fahrzeugdächern eingesetzt werden und dezentral Strom erzeugen.
Vorteile von Kesteriten
“Kesterite sind eine sehr interessante Materialklasse” betont Susan Schorr. Denn auch wenn andere Absorbermaterialien wie CIGS oder die metallorganischen Perowskit-Halbleiter heute deutlich höhere Wirkungsgrade erreichen, können Kesterite mit zwei großen Vorteilen trumpfen: Sie bestehen aus reichlich vorhandenen Elementen und sind ungiftig.
Fördermittel für den Austausch
Die Laufzeit des Projektes beträgt vier Jahre. Es handelt sich um ein Research and Innovation Staff Exchange (RISE) Projekt, das zu den EU-geförderten „Marie Skłodowska-Curie Actions“ gehört. Damit können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in den nächsten Jahren zu Partnereinrichtungen reisen, um sich über ihre Ergebnisse auszutauschen. Diese gemeinsame Forschung ist in einem detaillierten „Secondment“-Plan festgehalten.
- Neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe am HZB zu Perowskit-SolarzellenSilvia Mariotti baut die neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe „Perowskit-basierte Mehrfachsolarzellen“ auf. Die Perowskit-Expertin, die zuvor an der Universität Okinawa in Japan tätig war, will die Entwicklung von Mehrfachsolarzellen aus verschiedenen Perowskit-Schichten vorantreiben.
- MXene als Wasserstoff-Speicher: Auf die Diffusionsprozesse kommt es anFür die Speicherung von Wasserstoff sind 2D-Materialien wie MXene von großem Interesse. Ein Experte aus dem HZB hat die Diffusion von Wasserstoff in MXene mittels Dichtefunktionaltheorie untersucht. Die Modellierungen liefern Einblicke in die wichtigsten Diffusionsmechanismen und die Wechselwirkung von Wasserstoff mit Ti3C2 MXene und liefern eine belastbare Grundlage für experimentelle Untersuchungen.
- HZB und National University Kyiv-Mohyla-Akademie starten Zusammenarbeit im Bereich Energie und KlimaDas Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH (HZB) und die Nationale Universität „Kiew-Mohyla-Akademie“ (NaUKMA) haben eine Absichtserklärung (Memorandum of Understanding, MoU) unterzeichnet. Das MoU dient als Ausgangspunkt für gemeinsame Forschung, akademischen Austausch und Kapazitätsaufbau zwischen den beiden Institutionen. Es werden Maßnahmen zur Einrichtung des Joint Research and Policy Laboratory an der NaUKMA in Kiew ergriffen. Ziel des künftigen Labors ist die gemeinsame Entwicklung von Forschung und Politikanalysen mit Schwerpunkt auf den Energie- und Klimaaspekten der EU-Integration der Ukraine.