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 Linearpotentiometer LRW2/3 - Höchste Präzision bei vielen Messpunkten
17.05.2017 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

nachricht Neues 100 kW-Wechselrichtermodul für B6-Standard halbiert Gewicht und Volumen
17.05.2017 | Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES

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: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie