Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Kraft der Sonne effizienter nutzen

02.11.2012
Physiker der Universität Jena wollen den Wirkungsgrad von Dünnschicht-Solarzellen erhöhen

Die Kraft der Sonne könnte die Energieprobleme der Menschheit lösen. Erfolgversprechende Ansätze gibt es schon, doch dem weltweiten Siegeszug der Solartechnik stellen sich noch Hindernisse in den Weg. Eines davon ist die ungenügende Effizienz der Solaranlagen.

„Wir wollen den Wirkungsgrad unserer Dünnschichtsolarzellen auf 18 Prozent erhöhen“, sagt Prof. Dr. Carsten Ronning von der Universität Jena. Der Physiker leitet gemeinsam mit Dr. Udo Reislöhner ein Teilprojekt in einem ehrgeizigen Forschungsvorhaben, das vom Bundesumweltministerium mit insgesamt gut drei Millionen Euro gefördert wird. Am Projekt „Rechnerunterstützte Optimierung des Wirkungsgrades von CIGS-Dünnschichtsolarzellen in der industriellen Umsetzung“ sind fünf Industriepartner und drei Forschungseinrichtungen beteiligt. Angelegt ist es auf drei Jahre und der Startschuss ist gerade erfolgt.

Am Jenaer Institut für Festkörperphysik werden im Rahmen des Großprojekts insbesondere die Grenzflächen und Defekte der CIGS-Solarzellen untersucht. Das Jenaer Teilvorhaben wird mit insgesamt 500.000 Euro gefördert.

Diese CIGS-Solarzellen sind extrem dünn, sie weisen Stärken von zwei bis drei Mikrometer auf. Damit sind sie geeignet auf verschiedene Untergründe, z. B. auf flexiblen Folien, aufgedampft zu werden. Die Bezeichnung CIGS steht für [Cu(In, Ga)(Se)2], also die Bestandteile Kupfer, Indium, Gallium und Selen. Dieser Materialmix hat sich als besonders erfolgsträchtig erwiesen: Eine CIGS-Solarzelle im Labormaßstab hält mit 20 Prozent den Wirkungsgrad-Weltrekord unter den Dünnschichtsolarzellen.

In diese Regionen wollen auch die Jenaer Forscher vorstoßen: „Das Ziel ist ein Wirkungsgrad von 18 Prozent, aber bezogen auf Module mit einer Fläche von 30 mal 30 Zentimeter“, sagt Carsten Ronning. Er ist sich sicher, dass besonders die Grenzflächen und Defekte den Wirkungsgrad von Dünnschicht-Solarzellen begrenzen.

„Wenn wir die Grundlagen noch genauer verstehen, werden wir die Effizienz steigern können“, sagt Udo Reislöhner. Im Rahmen des Projekts wird deshalb u. a. der Doktorand Sven Schönherr damit beschäftigt sein, sich intensiv in die Materie einzuarbeiten und die Solarzellen umfassend charakterisieren.

Aktuell liegt der Wirkungsgrad bei etwa 13 Prozent in der Serienproduktion von Modulen. Dr. Reislöhner verweist zudem darauf, dass die Jenaer Forscher sich mit CIGS-Solarzellen beschäftigen, die im Zwei-Stufen-Verfahren hergestellt werden. Dabei werden zunächst Kupfer, Indium und Gallium aufgebracht, ehe dann in einer zweiten Kammer die Schichten mit Selendampf reagieren. Nachteil dieses Verfahrens: Anders als beim Aufdampfen in einem Schritt lässt sich der Prozess weniger gut steuern, wodurch die Wirkungsgrade generell geringer sind. Der Vorteil: Dieses Verfahren ist technisch wesentlich einfacher und kostengünstiger als das Verfahren, bei dem in einem Schritt bedampft wird.

Die Leitung des gesamten Forschungsprojekts liegt bei der IBM Deutschland GmbH. Beteiligt sind weiterhin die Schott AG in Mainz, die Bosch Solar CISTech GmbH in Brandenburg, die Robert Bosch GmbH in Gerlingen-Schillerhöhe, das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie, die Johannes-Gutenberg-Universität Mainz sowie die Manz CIGS Technology GmbH in Schwäbisch-Hall.

Kontakt:
Prof. Dr. Carsten Ronning / Dr. Udo Reislöhner
Institut für Festkörperphysik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Helmholtzweg 3, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947300
E-Mail: Carsten.Ronning@uni-jena.de

Stephan Laudien | idw
Weitere Informationen:
http://www.photovoltaik.uni-jena.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht IT-Kühlung: So schaffen Kleinbetriebe den Sprung in die IT-Profiliga
23.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Plug & Play: Drei auf einen Streich
29.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise