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Erhöhter Wirkungsgrad für CIGS-Solarzellen

01.02.2011
Forscher am INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien entwickelten eine Barriereschicht, die den Metallträger von der Absorberschicht trennt und somit den Wirkungsgrad von metallbasierten CIGS-Solarzellen erhöht.

Der Programmbereich „Optische Materialien“ des INM stellt diese Entwicklung erstmals aus - im German Pavilion der internationalen Messe „nano tech 2011“ sowie bundesweit erstmals auf der Hannovermesse 2011.

Korrosion und geringe Isolation zwischen Substrat und Trägermaterial bewirken neben anderen Einflüssen einen geringen Wirkungsgrad bei CIGS-Solarzellen. Sie bestehen aus Kupfer (Copper), Indium, Gallium und Schwefel. Glas als Trägermaterial und der geringe Wirkungsgrad verhindern den flexiblen Einsatz dieser Solarzellen der Zukunft zum Beispiel in der Automobilindustrie.

Die entwickelte Schicht ist glasartig. „Sie wirkt als Eisendiffusionssperre und verhindert somit die Korrosion und Oxidation des Trägers“, erklärt der Programmbereichsleiter Peter William de Oliveira. „Gleichzeitig funktioniert die Barriere als Isolationsschicht und reduziert ungewollte elektrische Ströme vom Absorber zum Träger“, so de Oliveira weiter. Beide Funktionen erhöhen den Wirkungsgrad metallbasierter CIGS-Solarzellen auf bis zu 13 Prozent.

Die glasartige Diffusionsbarriere wird mittels Sol-Gel-Verfahren auf den Metallträger aufgebracht. Sie ist transparent, biegsam und nur wenige Mikrometer dick. Die Mitarbeiter am INM entwickelten sowohl die Schicht als auch das Upscaling. Über Tauchbeschichtung und Schlitzbeschichtung erzeugen sie Folien in einer Größe von DIN A3. Das klassische Rolle zu Rolle-Druckverfahren ermöglicht kontinuierliche beschichtete Folien bis 50 Meter Länge und knapp einem halben Meter Breite.

Diese und weitere industrielle Anwendungen zeigt das INM auf der internationalen Messe „nano tech 2011“. Dazu zählen vor allem Beschichtungen mit speziellen Eigenschaften, wie z.B. transparente Leitfähigkeit, antiadhäsiv, kratzfest, antireflexiv oder selbstreinigend, oder Beschichtungen zur Reibungsreduktion oder zum Korrosionsschutz. Auch multifunktionale Beschichtungen, die mehrere dieser Eigenschaften kombinieren, gehören zum Portfolio des INM. Das Leibniz – Institut für Neue Materialien präsentiert sich auf der nano tech 2011 in Tokio vom 16. bis 18. Februar im German Pavilion am Stand E-18-24.

Auch auf der Hannovermesse stellt das INM seine Kompetenzen vor - am Stand A-50 in der Halle 2 – Leitmesse Research and Technology, internationale Leitmesse Forschung, Entwicklung, Technologietransfer.

Das INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien mit Sitz in Saarbrücken betreibt grundlagen- und anwendungsorientierte Materialforschung – vom Molekül bis zur Pilotfertigung. Die Arbeit des INM umfasst in interdisziplinärer Zusammenarbeit die Bereiche Chemische Nanotechnologie, Grenzflächenmaterialien sowie Materialien in der Biologie. Seine Schwerpunkte liegen in der chemischen Synthese und physikalischen Analyse von Oberflächen, von Beschichtungen und von grenzflächenbestimmten Materialien.

Hintergrund:

Eine kürzlich erschienene Studie der Lux Research Inc. bestätigt, dass die Herstellungskosten für CIGS Solarzellen in den kommenden Jahren rapide sinken werden. Danach trägt unter anderem ein erhöhter Wirkungsgrad dazu bei, dass eine Bruttomarge von über 30 Prozent erzielt werden kann.

Ansprechpartner:

Diffusionsbarriere, leitfähige transparente Schichten, multifunktionale Beschichtungen:

Dr. Peter W. de Oliveira
INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH
Tel. +49 681 9300 148
e-mail: peter.oliveira@inm-gmbh.de
Antiadhäsivbeschichtungen, kratzfeste Beschichtungen, Beschichtungen zur Reibungsverminderung, multifunktionale Beschichtungen:
Dr. Carsten Becker Willinger
INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH
Tel: +49 681 9300 196
e-mail: nanomere@inm-gmbh.de

Dr. Carola Jung | idw
Weitere Informationen:
http://www.inm-gmbh.de

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