Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuartiges Material für flexible Dünnschicht-Solarzellen: Effizienz-Weltrekord mit CdTe-Zellen

09.06.2011
Die DuPont™ Kapton®-Polyimidfolie ermöglichte einen neuen Weltrekord punkto Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung von flexiblen Solarzellen auf Cadmiumtelluridbasis (CdTe).

Ein Empa-Team erreichte damit eine Effizienz von 13,8 Prozent – und verbesserte ihren eigenen bisherigen Rekord von 12,6 Prozent deutlich. Mit der erneuten Verbesserung sind flexible CdTe-Solarzellen nun beinahe so effizient wie starre CdTe-Zellen auf Glas. Die farblose Polyimidfolie, die sich derzeit in Entwicklung befindet, ist mehr als 100-mal dünner und 200-mal leichter als Glas, das üblicherweise in Photovoltaik-(PV)Anlagen verwendet wird, und bietet daher etliche Vorteile, etwa eine schnelle, kostengünstige Herstellung dank «Roll-to-roll»-Technologien sowie aufgrund ihrer Biegsamkeit und ihres geringen Gewichts ein breiteres Anwendungsspektrum, zum Beispiel im Rahmen gebäudeintegrierter Photovoltaik.


Monolithisch verschaltetes, flexibles Solarmodul aus 6 Zellen auf Cadmiumtelluridbasis (CdTe), mit dem Empa-Forschende den Wirkungsgrad auf den neuen Rekordwert von 13,8 Prozent steigerten.

«Im Gegensatz zu schweren, zerbrechlichen Glasmodulen, die auf grossen Lastwagen transportiert werden müssen, um anschliessend für die Installation mit einem Kran aufs Dach gehoben zu werden, könnten leichte, flexible Module auf Folienbasis für den Transport einfach aufgerollt und an ihren Einsatzort getragen werden», so Robert G. Schmidt, neuer Business Development Manager für Photovoltaik bei DuPont Circuit & Packaging Materials. «Aufgrund seiner herausragenden Effizienz, die durch die Empa erzielt wurde, sind wir überzeugt, dass dieses flexible, leichtgewichtige und strapazierfähige Material das Potenzial hat, die Industrie zu revolutionieren, da es flexibelste Gestaltungsmöglichkeiten bietet und die Systemkosten reduziert.»

Effizienzsteigerung – idealerweise bis zur Netzparität

Das Empa-Labor für Dünnfilme und Photovoltaik ist spezialisiert auf die Entwicklung hocheffizienter (und dabei erst noch kostengünstiger) Dünnschicht-Solarzellen. Den Forschern um Ayodhya N. Tiwari gelang es, Prozesse bei niedrigen Depositionstemperaturen (also unter 450 Grad Celsius) für hocheffiziente CdTe-Solarzellen zu entwickeln und zu optimieren. Auf Glas als Trägersubstrat erreichte Tiwaris Team eine Effizienz von 15,6 Prozent, auf flexiblen Polymerfolien immerhin von 12,6 Prozent, der Rekordwert vor der erneuten Verbesserung auf 13,8 Prozent. Erst vor kurzem hatte Tiwaris Team den Effizienzrekord auch bei flexiblen Solarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (kurz CIGS) auf 18,7 Prozent verbessert.

«Eine Folie zu finden, die sowohl transparent ist als auch hohen Prozesstemperaturen widersteht, war eine grosse Herausforderung», sagt Tiwari. «Die neue, farblose Kapton®-Polyimidfolie vereint nun beide Eigenschaften und ermöglichte es uns, unseren bisherigen Weltrekord in Konversionseffizienz flexibler Solarzellen zu überbieten.» Neuen Materialien komme eine erhebliche Bedeutung zu bei den Bemühungen, die Effizienz von Solarzellen weiter zu steigern – idealweise bis zur Netzparität, so Tiwari, der die vollständigen Forschungsergebnisse an der 26. European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition Anfang September in Hamburg präsentieren wird.

Im Laufe der letzten 45 Jahre ermöglichte DuPont™ Kapton®-Polyimidfolie innovative Lösungen für verschiedenste Branchen. Dank einer einzigartigen Kombination elektrischer, thermischer, chemischer sowie mechanischer Eigenschaften, die sie selbst extremen Temperaturen trotzen und unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen bestehen lassen, setzten Kapton®-Folien Massstäbe hinsichtlich Leistungsfähigkeit, langfristiger Zuverlässigkeit sowie Langlebigkeit und erwiesen sich als ideal für Anwendungen in der PV-Industrie. 2010 wurden drei neue Kapton®-Folien der Serie PV9100 für dünnschichtige PV-Module auf der Basis von amorphem Silizium (a-Si) und von Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) präsentiert.

Weitere Informationen
Ellen Pressley, DuPont, Tel. +1 919 248 55 98, ellen.g.pressley@usa.dupont.com, http://photovoltaics.dupont.com

Prof. Dr. Ayodhya N. Tiwari, Empa, Dünnfilme und Photovoltaik, Tel. +41 58 765 41 30, ayodhya.tiwari@empa.ch

Sabine Voser | EMPA
Weitere Informationen:
http://photovoltaics.dupont.com
http://www.empa.ch/tfpv

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Gedruckte »in-situ« Perowskitsolarzellen – ressourcenschonend und lokal produzierbar
17.05.2018 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

nachricht Ein elektronischer Rettungshund
17.05.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

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: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Im Focus: Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen

Um chemische Gemische in ihre Einzelbestandteile aufzutrennen, ist in der Industrie die energieaufwendige Destillation gängig, etwa bei der Raffinerie von Rohöl. Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) entwickeln ein Kamerasystem, das diesen Prozess überwacht. Dabei misst es, ob es zu einer starken Tropfenbildung kommt, was sich negativ auf die Trennung der Komponenten auswirken kann. Die Technik könnte hier künftig automatisch gegensteuern, wenn sich Messwerte ändern. So ließe sich auch Energie einsparen. Auf der Prozesstechnik-Messe Achema in Frankfurt stellen sie die Technik vom 11. bis 15. Juni am Forschungsstand des Landes Rheinland-Pfalz (Halle 9.2, Stand A86a) vor.

Bei der Destillation werden Flüssigkeiten durch Verdampfen und darauffolgende Kondensation des Dampfes in ihre Bestandteile getrennt. Ein bekanntes Beispiel...

Im Focus: Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.

Prof. Gil Westmeyer, Professor für Molekulare Bildgebung an der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum München, und sein Team haben dies...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Rotierende Rugbybälle unter den massereichsten Galaxien

23.05.2018 | Physik Astronomie

Invasive Quallen: Strömungen als Ausbreitungsmotor

23.05.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie

23.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics