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 Graduiertenschule HyPerCells entwickelt hocheffiziente Perowskit- Dünnschichtsolarzelle
17.08.2017 | Universität Potsdam

nachricht Lasersensoren LAH-G1 – Optische Abstandssensoren mit Messwertanzeige
15.08.2017 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

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: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten

21.08.2017 | Physik Astronomie

Ein Holodeck für Fliegen, Fische und Mäuse

21.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Institut für Lufttransportsysteme der TUHH nimmt neuen Cockpitsimulator in Betrieb

21.08.2017 | Verkehr Logistik