Neues Forschungsprojekt mit AVANCIS optimiert CIGS-Dünnschichtsolarmodule im Außeneinsatz
Auf dem Freifeld-Teststand des PVcomB erfasst eine Arbeitsgruppe die Erträge von CIGS-Modulen unter realen Bedingungen. Bild. HZB © HZB
Das Photovoltaik-Kompetenzzentrum (PVcomB) am Helmholtz-Zentrum Berlin bringt seine Expertise zur Optimierung der CIGS-Dünnschichtproduktion in das Verbundforschungsprojekt MyCIGS ein. Der CIGS-Modulhersteller AVANCIS, München, koordiniert das Projekt, das vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wird. Mit beteiligt sind auch die Universitäten in Oldenburg und Erlangen-Nürnberg.
Dünnschicht-Solarmodule auf Basis von Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid-Verbindungen, kurz CIGS, sind hocheffizient, kostengünstig und vielseitig einsetzbar [1]. Insbesondere können sie auf Grund ihrer besonderen Eigenschaften nicht nur auf Dächern, sondern auch an Gebäudefassaden eingesetzt werden. Die bauwerkintegrierte Photovoltaik (auf Englisch: Building integrated Photovoltaic, BIPV) bietet vielfältige neue ästhetische Gestaltungsmöglichkeiten. Dadurch lassen sich viele Flächen, besonders in Städten, neu erschließen.
Steigerung des Energieertrages im Außeneinsatz
Nachdem in vielen Projekten der Wirkungsgrad im Vordergrund steht, geht es beim MyCIGS Projekt darum, den Energieertrag unter realen Bedingungen im Außeneinsatz zu optimieren. Hierfür sind neben dem Wirkungsgrad zusätzliche Eigenschaften wie die Temperaturkoeffizienten und die Leistung bei geringer oder diffuser Beleuchtung entscheidend. Auch beim Einsatz von CIGS-Modulen an Fassaden und Gebäuden spielen diese Faktoren eine große Rolle.
Expertise für CIGS-Dünnschichtmodule am PVcomB
„Am PVcomB haben wir langjährige Erfahrungen mit der Charakterisierung und Optimierung von CIGS-Dünnschichten“, erklärt Dr. Reiner Klenk, der für MyCIGS am PVcomB zuständig ist. Mit den zahlreichen am PVcomB etablierten Messmethoden können zentrale Parameter wie Temperaturkoeffizienten und Schwachlichtverhalten auf physikalische Prozesse im Solarmodul zurückgeführt werden. Das Forschungsprojekt passt hervorragend zur Strategie des PVcomB, über die Herstellungstechnologien hinaus neue Schwerpunkte im Bereich der Verkapselung, Zuverlässigkeit, Freifeld-Messung und Gebäudeintegration zu setzen.
Neue Arbeitsgruppe Outdoor-Performance
So wurde gerade im Rahmen des Helmholtz-Zukunftsprojekts Energiesystemintegration eine neue Arbeitsgruppe gegründet, die von Dr. Carolin Ulbrich geleitet wird. Auf einem Freifeld-Teststand des PVcomB kann diese Arbeitsgruppe nun die Energieerträge realer CIGS-Module messen sowie Daten zur lokalen Einstrahlung und Temperatur erheben.
Optimierte Module
In der Herstellung einzelner Schichten in Solarmodulen verwenden AVANCIS und PVcomB unterschiedliche Technologien und Materialien. Dabei können einzelne Schichten der Projektpartner auch miteinander kombiniert werden. Dadurch entsteht eine breitere Datenbasis, mit der sich der Einfluss der Herstellung auf den Ertrag besser beurteilen lässt.
MyCIGS profitiert außerdem von dem aktuellen Solar-era.net Projekt „PEARL TF-PV“, in dem das PVcomB zusammen mit deutschen, niederländischen und österreichischen Forschungsinstitutionen, Modulherstellern und Solarkraftwerksplanern seine Kompetenzen in der Fehleranalyse von CIGS-Solarmodulen stärkt.
[1] White Paper for CIGS Thin-Film Solar Cell Technology
- Wissenschaft in Berlin: Kooperativ, vielfältig, innovativ, internationalWissenschaft ist ein zentraler gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Faktor für Berlin. Sie schafft Arbeitsplätze und Wertschöpfung, zieht Talente aus aller Welt an und bereichert das Stadtleben durch offenen Wissensaustausch und Transfer. Eine Investition, die sich auszahlt. Damit Berlin auch in Zukunft zu den international führenden Wissenschaftsstandorten gehört, muss Wissenschaft noch stärker auf die politische Agenda. Dafür steht BR50: über 50 außeruniversitäre Forschungseinrichtungen, darunter das HZB, bündeln in diesem Netzwerk ihre Kräfte. Mit einem Positionspapier wendet sich BR50 nach der Wahl in Berlin nun an die Politik, flankiert von der Kampagne „𝗪𝗶𝗿 𝗳𝗼𝗿𝘀𝗰𝗵𝗲𝗻 𝗳ü𝗿 𝗕𝗲𝗿𝗹𝗶𝗻.“
- Gibt es eine Afrikanische Architektur?Die weltweit erste Pan-African Biennale zu Architektur fand in diesem September in Nairobi, Kenia statt. Menschen aus Architektur, Kunst, Wissenschaft und Politik aus 54 afrikanischen Ländern und der Diaspora waren nach Nairobi gekommen, um sich dort auszutauschen: Zu traditionellen und aktuellen Bauweisen, Materialien, Erfahrungen und Projekten. Samira Aden hat diese Biennale als leitende Kuratorin mit organisiert. Wir haben mit ihr gesprochen.
- Nanosilber als Elektrokatalysator für die CO₂-VerwertungDurch Elektrolyse lässt sich CO2 zu CO reduzieren, einem Ausgangsstoff für weitere chemische Produkte wie beispielsweise Kraftstoffe. Im Rahmen des GreenQUEST-Projekts hat ein internationales Team um den HZB-Chemiker Prashanth Menezes Katalysatorschichten aus Silbernanopartikeln systematisch untersucht und dabei sowohl die Partikelgröße als auch deren Dichte variiert. Die beste Ausbeute wurde mit Nanopartikeln mit Durchmessern von etwa 10 nm erzielt, die locker verteilt waren. Darüber hinaus zeigten sie, wie sich die Wirtschaftlichkeit der elektrochemischen Zelle durch eine zusätzliche chemische Reaktion an der Anode verbessern lässt, indem gleichzeitig wertvolle Ameisensäure, Wasserstoff und CO erzeugt wird.