Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Anti-Aging-Elixier für Solarzellen

02.07.2012
Photovoltaik-Module liefern Strom ohne Risiken und Nebenwirkungen für Umwelt und Klima. Doch der Sonnenstrom ist teuer. Die Module müssen daher möglichst lange halten. Amerikanische Fraunhofer-Forscher suchen jetzt nach Materialien, die Solarzellen vor zerstörerischen Umwelteinflüssen schützen.

Manchmal entscheiden wenige Cents über Erfolg oder Misserfolg einer Technologie. Solange beispielsweise Solarstrom teurer ist als Energie, die aus fossilen Rohstoffen gewonnen wird, ist sie auf dem freien Markt nicht konkurrenzfähig.


In diesem mechanischen Teststand prüft der Forscher die Qualität von silikonummantelten Solarmodulen. © Fraunhofer CSE

»Die Stromgewinnung aus Sonnenenergie ist immer noch auf Subventionen angewiesen – das ist in den USA nicht anders als in Deutschland«, erklärt Christian Hoepfner, Wissenschaftlicher Direktor des Fraunhofer Center for Sustainable Energy Systems CSE in Cambridge, USA – einer Tochter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. »Wenn wir wollen, dass sich regenerative Energien langfristig auf dem Weltmarkt durchsetzen, müssen wir dafür sorgen, dass sie billiger werden.«

Patentrezepte, wie sich dieses Ziel erreichen lässt, gibt es nicht: Der Wirkungsgrad lässt sich nicht unendlich steigern und die Produktion von Solarmodulen ist teuer. Wer hier etwas verändern will, muss Tüftelarbeit leisten: Ingenieur-Teams auf der ganzen Welt suchen nach neuen Techniken und Fertigungsmethoden, die Zellen und Module billiger, effektiver, widerstandsfähiger und zuverlässiger machen.

Silikone – stabil und belastbar
Zu den Erfolg versprechenden Materialien gehören Silikone. Diese sind höchst eigenartige Stoffe – Zwitter, die sowohl mit Kristallen als auch mit Kunststoffen verwandt sind, sich aber keiner Gruppe richtig zuordnen lassen. Die Photovoltaik-Industrie nutzt Silikone schon seit längerem zum Verkapseln von Modulen. Zum Laminieren wurden sie bisher jedoch kaum eingesetzt. Die Laminierung ist eine Schutzschicht, die die zerbrechlichen Siliziumwafer umgibt. Die meisten Hersteller schützen die Wafer bisher mit Äthylen-Vinyl-Acetat.

Um herauszufinden, ob sich das Äthylen-Vinyl-Acetat durch Silikon ersetzen lässt, ging ein Team von Wissenschaftlern ans Werk. Beteiligt waren neben Fraunhofer-Forschern Ingenieure der Dow Corning Cooperation – die Firma ist der weltgrößte Hersteller von Silikonen, die in der Medizintechnik, Kosmetik, Automobilindustrie, Papierverarbeitung und Elektronik zum Einsatz kommen. Die Experten übergossen Photovoltaik-Zellen mit flüssigem Silikon. »Wenn dieses aushärtet, versiegelt es die Zellen, die elektronischen Bauteile sind damit optimal geschützt«, so Project Manager Rafal Mickiewicz. Aus den mit Silikon laminierten Zellen bauten die Experten am CSE Prototypen und prüften diese Photovoltaik-Module nach allen Regeln der Ingenieurskunst: Die Module wurden in einer Klimakammer bei niedrigen Temperaturen und zyklischen mechanischen Belastungen geprüft. Anschließend testeten die Ingenieure mit einem Lichtblitz die Leistungsfähigkeit der Module und suchten mithilfe von Elektro-Lumineszenz-Imaging nach Mikrorissen. Der Vergleich der Ergebnisse mit denen konventioneller Solarmodule zeigte, dass silikonummantelte Photovoltaik-Module zyklische Belastungen, beispielsweise durch starken Wind und große Kälte, besser standhalten. »Dow Corning Corporation hat mit den Forschern der Gruppe Fraunhofer CSE Photovoltaik-Module zwei Jahre kooperiert. Die Zusammenarbeit hat unser Verständnis von den Materialanforderungen, die an Solarmodule gestellt werden, signifikant verbessert, vor allem was die Haltbarkeit und die Leistung betrifft«, resümiert Andy Goodwin, Global Science & Technology Manager, Dow Corning Solar Solutions.

Die Tests sind mittlerweile abgeschlossen und wurden bei der 26th European Photovoltaik Solar Energy Conference im Jahr 2011 veröffentlicht. »Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass Silikonlaminierung für bestimmte Anwendungen besonders geeignet ist, weil das Silikon die zerbrechlichen Bauteile im Inneren gut schützt und außerdem starken Temperaturschwankungen standhält. Mit der Technik können wir beispielsweise Module mit dünnen Silizium-Solarzellen robuster machen«, sagt Mickiewicz.

Dr. Christian Hoepfner | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2012/juli/anti-aging-elixier-fuer-solarzellen.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Die Welt der keramischen Werkstoffe - 4. März 2017

20.02.2017 | Veranstaltungen

Schwerstverletzungen verstehen und heilen

20.02.2017 | Veranstaltungen

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Innovative Antikörper für die Tumortherapie

20.02.2017 | Medizin Gesundheit

Multikristalline Siliciumsolarzelle mit 21,9 % Wirkungsgrad – Weltrekord zurück am Fraunhofer ISE

20.02.2017 | Energie und Elektrotechnik

Wie Viren ihren Lebenszyklus mit begrenzten Mitteln effektiv sicherstellen

20.02.2017 | Biowissenschaften Chemie