Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forschungsinstitut ZSW entwickelt flexibles Dünnschicht-Solarmodul auf Baustahlfolie

22.10.2009
Neue Technik ebnet der Photovoltaik den Weg für kostengünstigere Anwendungen

Dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) ist es gelungen, ein voll funktionstüchtiges flexibles Dünnschicht-Solarmodul auf einer 0,5 Millimeter dünnen Baustahlfolie herzustellen. Baustahl ist deutlich günstiger als bisher eingesetzte Trägermaterialien für die flexible Dünnschichtphotovoltaik.

Das knapp 50 Quadratzentimeter große Minimodul aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) wurde in einem industrienahen Prozess hergestellt und erreichte bei einem externen Prüfinstitut 8,6 Prozent Wirkungsgrad. Die neue Technik eröffnet den Weg zu flexiblen Anwendungen auf Stahlfolie oder Stahlblech etwa für den mobilen Bereich oder an Gebäuden.

„Baustahl ist um den Faktor zwei bis drei kostengünstiger als Edelstahl oder Polyimidfolien. Damit ist das Kostensenkungspotenzial für Anwendungen deutlich größer als bisher, zum Beispiel für Dachbahnen von der Rolle oder für den Einsatz auf Autos oder Schiffen“, beschreibt Roland Würz, Projektleiter am ZSW, einen Vorteil der neuen Technik gegenüber bereits auf dem Markt befindlichen flexiblen Solarmodulen.

„Unser Forschungsinstitut ist meines Wissens das einzige weltweit, das Solarmodule auf einfachem Stahl fertigen kann“, so Würz.

Ein großer Vorteil der CIGS-Dünnschichttechnik ist die monolithische Verschaltung der Einzelzellen zum Modul. Dabei wird im Herstellungsprozess die Vorderseite einer Zelle direkt mit der Rückseite der nächsten Zelle in einer Serienschaltung verbunden. Das erspart zusätzliche metallische Verbindungen, wie sie bei kristallinen Siliziumsolarzellen nötig sind. Damit ist die Technologie kosteneffizienter zu automatisieren und variabler in der Produktgestaltung. Die monolithische Verschaltung hat sich bei der Produktion von CIGS-Modulen auf Glas millionenfach bewährt.

Bei einem direkten Aufbringen der CIGS-Schicht auf eine elektrisch leitende Unterlage wie Baustahl würde die monolithische Verschaltung jedoch sofort zum Kurzschluss führen. Eine große Herausforderung für die ZSW-Forscher war es deshalb, eine elektrisch isolierende Schicht zwischen Baustahl und CIGS-Zellen zu finden, die den industriellen Fertigungsprozess übersteht. Das Eindringen (Diffusion) von Fremdelementen aus dem Baustahl in die CIGS-Schicht musste verhindert werden, da schon kleinste Mengen fremden Materials in der Halbleiter-Schicht den Wirkungsgrad deutlich senken. Weil dieser Effekt bei Baustahl noch ausgeprägter ist als bei Edelstahl, galt es, eine geeignete Diffusionsbarriere zu finden. Das Leibniz-Institut für Neue Materialen INM in Saarbrücken entwickelte in Zusammenarbeit mit dem ZSW daher eine neuartige, wenige Mikrometer dünne Isolations- und Diffusionsbarriere.

Die Arbeiten erfolgten im Rahmen des FlexNet Projektes, gefördert vom BMBF unter dem Förderkennzeichen 03SF0321A. In diesem Vorhaben wurden seit August 2006 verschiedene Technologien zur Abscheidung von Funktionsschichten für flexible CIGS-Dünnschichtsolarzellen untersucht.

Bei der Entwicklung von CIGS-Dünnschichtmodulen ist das ZSW international führend. Das Institut brachte diese Photovoltaiktechnologie zusammen mit der Firma Würth Solar zur Industriereife. Der Marktanteil der Dünnschichttechnik wächst wegen ihrer Kosteneinsparpotenziale stetig. Der Anteil an der gesamten installierten Photovoltaik-Leistung betrug 2008 rund 14 Prozent. Für 2010 werden 20 bis 30 Prozent prognostiziert.

Das ZSW gehört zu den renommiertesten Forschungsinstituten auf den Gebieten Photovoltaik, Energiesystemanalyse, regenerative Kraftstoffe, Batterietechnik und Brennstoffzellen. An den drei Standorten Stuttgart, Ulm und Widderstall sind derzeit rund 150 Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker beschäftigt. Sie erwirtschaften einen Umsatz von rund 20 Millionen Euro.

Ansprechpartner Pressearbeit
PR-Agentur Dr. Klaus Heidler Solar Consulting, Axel Vartmann, Solar Info Center, 79072 Freiburg, Tel. +49/761/38 09 68-23, Fax +49/761/38 09 68-11, vartmann@solar-consulting.de, www.solar-consulting.de
Ansprechpartner ZSW
Claudia Brusdeylins, Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg ZSW, Industriestr. 6,

70565 Stuttgart, Tel. +49/711/78 70-278, Fax +49/711/78 70-230, claudia.brusdeylins@zsw-bw.de

Axel Vartmann | Solar Consulting
Weitere Informationen:
http://www.zsw-bw.de
http://www.solar-consulting.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Forscher entwickeln effizientere Systeme für Brennstoffzellen und Kraft-Wärme-Kopplung
19.04.2017 | EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e. V.

nachricht Forscher entwickeln Elektrolyte für Redox-Flow-Batterien aus Lignin aus der Zellstoffherstellung
18.04.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

VLC 200 GT von EMAG: Neue passgenaue Dreh-Schleif-Lösung für die Bearbeitung von Pkw-Getrieberädern

27.04.2017 | Maschinenbau

Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten

27.04.2017 | Maschinenbau

Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

27.04.2017 | Informationstechnologie