Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fraunhofer CSP erarbeitet verbessertes Messsystem für Dünnschichtmodule

06.08.2018

Ein spezielles Prüfverfahren für die Bewertung der Beschichtungseigenschaften von großflächigen Glassubstraten wird vom Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP entwickelt. Das inline-taugliche Prüfverfahren soll beispielsweise für die Bewertung der spektralen und optischen Eigenschaften von Dünnschicht-Solarmodulen nutzbar sein.

Beschichtungen von industriellen Halbzeugen und Produkten helfen, spezifische Eigenschaften wie Schutz vor Wärme und Reflexionen zu erreichen. Für die Effizienz und Leistungsfähigkeit von Dünnschicht-Solarmodulen sind ausgereifte Beschichtungstechnologien besonders wichtig, da hier großflächige und homogene Beschichtungen mit elektro-optischen Funktionen benötigt werden.


Die LED-Beleuchtungseinheit in der photovoltaischen Metrologie-Plattform des Fraunhofer CSP ermöglicht die Erzeugung von spektral selektiven, großflächigen und extrem homogenen Lichtfeldern.

Fraunhofer CSP

Die unterschiedlichen Eigenschaften der Schichten wie Gefügestruktur, Rauheit, Lichtdurchlässigkeit oder Homogenität beeinflussen den Wirkungsgrad dieser Solarmodule erheblich. Bislang ist es lediglich bei sehr kleinen Prüfkörpern möglich, diese Eigenschaften zu bestimmen.

»Gemeinsam mit industriellen Anwendern entwickeln wir ein neuartiges Messverfahren, mit dem es möglich ist, großflächig und zerstörungsfrei die Schichteigenschaften von bis zu zwei Quadratmeter großen Dünnschichtmodulen zuverlässig zu bewerten. Die Messtechnik wird inline-tauglich sein, lässt sich also in bestehende Herstellungsprozesse integrieren«, sagt Prof. Ralph Gottschalg, Leiter des Fraunhofer CSP.

Die Forscher nutzen neben bestehenden Messverfahren auch neue Analysemethoden wie hyperspektrale Verfahren, sodass die spektral aufgelösten Daten Rückschlüsse auf Probencharakteristika wie Schichtdicke, Brechungsindizes oder Absorptionskanten bieten.

Um die Skalierung auf Großformate zu ermöglichen, wird eine Metrologie-Plattform inklusive prototypischer Messeinrichtung entwickelt, die für den Einsatz in einer bestimmten Produktionsumgebung individualisiert werden kann. Durch die mit der Plattform gewonnenen Daten können Kunden eine bessere Prozesskontrolle erreichen, die positiven Einfluss auf den Wirkungsgrad der Module hat.

Da das Halbzeug unterschiedliche Anforderungen an die optische und elektrooptische Charakterisierung bei der Messung bestimmter Schichteigenschaften stellt, werden in dem Forschungsprojekt flexible Messkonzepte und Messkonfigurationen berücksichtigt:

»Um die Anwendungen auf den jeweiligen Einsatzzweck und die zu ermittelnde Zielgröße abstimmen zu können, erfolgen die Untersuchungen an kleineren Substraten und Halbzeugen, die in Kooperation mit den Projektpartnern gezielt mit typischen Prozessvariationen hergestellt werden«, sagt Dr. Christian Hagendorf, Projektleiter am Fraunhofer CSP. Hierbei ermöglichen LED-Beleuchtungseinheiten eine homogene und spektral selektive Bestrahlung, sodass ein Übertrag vom Labormaßstab auf industrielle Größen ohne Einbußen in der Genauigkeit gewährleistet ist.

Die gewonnenen Erkenntnisse im Bereich der Materialcharakterisierung, der Technologieentwicklung und Messtechniken lassen sich auch auf Projekte aus der Beschichtungs-, Glas- und Halbleiterindustrie übertragen, für die die am Fraunhofer CSP entwickelte Messplattform ebenfalls zur Verfügung steht.

Das Forschungsvorhaben hat eine Projektlaufzeit von drei Jahren und wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. Assoziierte Projektpartner sind die Calyxo GmbH, Solibro Hi-Tech GmbH, f|glass GmbH, Wavelabs GmbH, ACM coatings GmbH, point electronic GmbH, Dosatsu GmbH und das Ingenieurbüro Rosonsky.

Über das Fraunhofer-Center für Siliziumphotovoltaik CSP

Das Fraunhofer CSP betreibt angewandte Forschung in den Themengebieten der Siliziumkristallisation, Waferfertigung, Solarzellencharakterisierung und der Modultechnologie. Es entwickelt dabei neue Technologien, Herstellungsprozesse und Produktkonzepte entlang der gesamten photovoltaischen Wertschöpfungskette.

Schwerpunkte sind die Zuverlässigkeitsbewertung von Solarzellen und Modulen unter Labor- und Einsatzbedingungen sowie die elektrische, optische, mechanische und mikrostrukturelle Material- und Bauteilcharakterisierung. Basierend auf dem Verständnis von Ausfallmechanismen werden dadurch Messmethoden, Geräte und Fertigungsprozesse für Komponenten und Materialien mit erhöhter Zuverlässigkeit entwickelt.

Ergänzt wird das Portfolio der Photovoltaik durch Forschungen im Bereich der regenerativen Wasserstofferzeugung, -Speicherung und -Nutzung, hierbei insbesondere der Entwicklung, Charakterisierung und Testung neuer Materialien für Brennstoffzellen und Elektrolyseure sowie der Simulationen und der Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen von dezentralen Photovoltaik-Elektrolysesystemen.

Das Fraunhofer CSP ist eine gemeinsame Einrichtung des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Christian Hagendorf l Telefon +49 345 5589-5100 l christian.hagendorf@csp.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

https://www.imws.fraunhofer.de/de/presse/pressemitteilungen/duennschicht-modul-p...

Michael Kraft | Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Ein Roboter als Mitbewohner
16.01.2019 | Universität Siegen

nachricht Präziser Blick ins Innerste von Transistoren hilft Energie sparen
10.01.2019 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

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: Ultra ultrasound to transform new tech

World first experiments on sensor that may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles

The new sensor - capable of detecting vibrations of living cells - may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles.

Im Focus: Fliegende optische Katzen für die Quantenkommunikation

Gleichzeitig tot und lebendig? Max-Planck-Forscher realisieren im Labor Erwin Schrödingers paradoxes Gedankenexperiment mithilfe eines verschränkten Atom-Licht-Zustands.

Bereits 1935 formulierte Erwin Schrödinger die paradoxen Eigenschaften der Quantenphysik in einem Gedankenexperiment über eine Katze, die gleichzeitig tot und...

Im Focus: Flying Optical Cats for Quantum Communication

Dead and alive at the same time? Researchers at the Max Planck Institute of Quantum Optics have implemented Erwin Schrödinger’s paradoxical gedanken experiment employing an entangled atom-light state.

In 1935 Erwin Schrödinger formulated a thought experiment designed to capture the paradoxical nature of quantum physics. The crucial element of this gedanken...

Im Focus: Implantate aus Nanozellulose: Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

Aus Holz gewonnene Nanocellulose verfügt über erstaunliche Materialeigenschaften. Empa-Forscher bestücken den biologisch abbaubaren Rohstoff nun mit zusätzlichen Fähigkeiten, um Implantate für Knorpelerkrankungen mittels 3-D-Druck fertigen zu können.

Alles beginnt mit einem Ohr. Empa-Forscher Michael Hausmann entfernt das Objekt in Form eines menschlichen Ohrs aus dem 3-D-Drucker und erklärt: «Nanocellulose...

Im Focus: Nanocellulose for novel implants: Ears from the 3D-printer

Cellulose obtained from wood has amazing material properties. Empa researchers are now equipping the biodegradable material with additional functionalities to produce implants for cartilage diseases using 3D printing.

It all starts with an ear. Empa researcher Michael Hausmann removes the object shaped like a human ear from the 3D printer and explains:

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungen

Erstmalig in Nürnberg: Tagung „HR-Trends 2019“

17.01.2019 | Veranstaltungen

Wie Daten und Künstliche Intelligenz die Produktion optimieren

16.01.2019 | Veranstaltungen

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

Leistungsschub für alle Omicron Laser

17.01.2019 | Messenachrichten

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Mit Blutgefäßen aus Stammzellen gegen Volkskrankheit Diabetes

17.01.2019 | Biowissenschaften Chemie

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