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Hannover Messe: Glasartige Barriere-Schicht zum Aufsprühen

26.03.2014

Forscher am INM entwickelten für biegsame CIGS-Solarzellen eine Barriereschicht, die den Metallträger von der Absorberschicht trennt und somit den Wirkungsgrad der metallbasierten flexiblen Dünnschicht-Solarzellen erhöht. Sie kann nasschemisch über Sprühverfahren auf biegsame und starre Substrate beliebiger Form aufgebracht werden. 

Vom 7. bis 11. April 2014 präsentieren die Forscher des INM dieses und weitere Ergebnisse in Halle 2 am Stand C48 auf der Hannover Messe im Rahmen der Leitmesse Forschung, Entwicklung und Technologietransfer.


Glasartige, biegsame Barriereschicht für CIGS-Solarzellen. Quelle: INM

Dazu gehören neue Entwicklungen zu transparenten und leitfähigen Schichten, Beschichtungen für Korrosionsschutz und Reibungsminderung, antimikrobielle Beschichtungen sowie Printed Electronics.

Die glasartige Schicht erhöht den Wirkungsgrad der Solarzellen auf verschiedene Weise: „Sie wirkt als Eisendiffusionssperre und verhindert das unerwünschte Eindringen von Eisenionen in die Absorberschicht. Denn genau das würde zum Wirkungsgradverlust führen“, erklärt Peter William de Oliveira, Leiter des Programmbereichs Optische Materialien, „gleichzeitig funktioniert die Barriere als Isolationsschicht und reduziert ungewollte elektrische Ströme vom Absorber zum Träger“, so de Oliveira weiter.

Zusätzlich stelle die Beschichtung eine Quelle für das Dotierungselement Natrium dar. Damit ließe sich der Wirkungsgrad flexibler, metallbasierter CIGS-Dünnschichtsolarzellen auf 13 Prozent erhöhen. Durch die neue Barriereschicht sei es außerdem möglich, mehrere Zellen auf ein und demselben Substrat monolithisch zu Modulen zu verschalten.

Die glasartige Diffusionsbarriere wird mittels Sol-Gel-Verfahren auf den Metallträger aufgebracht. Sie ist transparent, biegsam und nur zwei bis fünf Mikrometer dick. Über Tauch- und Schlitzgussbeschichtung lassen sich flexible Folien in einer Größe von DIN A3 erzeugen.

Für den weiteren Upscaling-Prozess entwickelten die Forscher am INM jetzt eine Methode, mit der sie die Beschichtung über Sprühverfahren auf große Substrate beliebiger Form aufbringen können. Daneben lassen sich Folien bis 50 Meter Länge und eineinhalb Meter Breite auch über klassische Rolle-zu-Rolle-Verfahren beschichten.

Ihr Experte am INM:
Dr. Peter William de Oliveira
INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien
Leiter Optische Materialien
Tel: 0681-9300-148
peter.oliveira@inm-gmbh.de

Ihre Ansprechpartner am Stand:
Dr. Thomas Müller
Dr. Michael Opsölder

Darüber hinaus präsentiert das INM seine Kompetenz im Rahmen verschiedener Vorträge in Halle 2 am Techtransfer Stand:
* „Nanotechnologie am INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien“, Dr. Mario Quilitz, Mo., 7.4. 2014, 10:15 bis 10:30 Uhr
* „Nanotechnologie im Leibniz-Netzwerk Nano“, Dr. Mario Quilitz, Mo., 7.4.2014, 12:00 bis 12:15 Uhr
* „Nanopartikel für Optik und Elektronik“, Dr. Peter William de Oliveira, Di., 8.4.2014, 11:00 bis 11:10 Uhr
* „Nanomere ? Hochstrukturierte funktionsintegrierte Beschichtungen für praktische Problemlösungen in industriellen Anwendungen“, Dr. Carsten Becker-Willinger, Di., 8.4.2014, 11:20 bis 11:35 Uhr

Das INM erforscht und entwickelt Materialien – für heute, morgen und übermorgen. Chemiker, Physiker, Biologen, Material- und Ingenieurwissenschaftler prägen die Arbeit am INM. Vom Molekül bis zur Pilotfertigung richten die Forscher ihren Blick auf drei wesentliche Fragen: Welche Materialeigenschaften sind neu, wie untersucht man sie und wie kann man sie zukünftig für industrielle und lebensnahe Anwendungen nutzen? Dabei bestimmen vier Leitthemen die aktuellen Entwicklungen am INM: Neue Materialien für Energieanwendungen, Neue Konzepte für medizinische Oberflächen, Neue Oberflächenmaterialien für tribologische Anwendungen sowie Nano-Sicherheit und Nano-Bio. Die Forschung am INM gliedert sich in die drei Felder Nanokomposit-Technologie, Grenzflächenmaterialien und Biogrenzflächen. Das INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien mit Sitz in Saarbrücken ist ein internationales Zentrum für Materialforschung. Es kooperiert wissenschaftlich mit nationalen und internationalen Instituten und entwickelt für Unternehmen in aller Welt. Das INM ist ein Institut der Leibniz-Gemeinschaft und beschäftigt rund 195 Mitarbeiter.

Weitere Informationen:

http://www.inm-gmbh.de
http://www.hannover-messe.de

Dr. Carola Jung | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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