Von der Zelle zum Modul ohne Wirkungsgradeinbußen: Das ist eine der wesentlichen Herausforderungen der Perowskit-Photovoltaik. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben nun Perowskit-Solarmodule fast ohne Skalierungsverluste hergestellt. Dazu kombinierten sie die Serienverschaltung per Laser mit der Vakuumprozessierung aller Schichten der Solarzelle. Sie erreichten einen Wirkungsgrad von 18 Prozent auf einer Fläche von vier Quadratzentimetern – Weltrekord für vakuumprozessierte Perowskit-Solarmodule. In der Photovoltaik gelten Perowskit-Halbleiter dank ihrer günstigen Verfügbarkeit, ihrer einfachen Herstellbarkeit sowie ihres enormen Wirkungsgradpotenzials als besonders zukunftsträchtige…
35,9% für III-V//Silicium Solarzelle … Seit 40 Jahren betreibt das Fraunhofer ISE Spitzenforschung in der Photovoltaik, mit immer wieder neuen Rekordwirkungsgraden in unterschiedlichen Materialklassen und wichtigen Beiträgen zur Kostenreduzierung von Solarstrom, der heute die günstigste Form der Energiebereitstellung ist. Photovoltaik ist neben Windenergie die zentrale Säule der Energiewende. Mit dem Ziel, den Flächenbedarf und den Materialeinsatz von Solarmodulen noch weiter zu reduzieren, legt das Institut aktuell einen Fokus auf die Tandem-Photovoltaik, bei der durch die Verbindung unterschiedlicher Solarzellenmaterialien bisherige Effizienzgrenzen…
Fraunhofer ISE begleitet 5 Gigawatt Projekt in Andalusien … Photovoltaik ist die tragende Säule der Energiewende, zusammen mit der Windenergie. Während bei der Forschung und Entwicklung für Solarzellen und -module Deutschland und Europa nach wie vor führend sind, hatte sich die Produktion in den letzten zehn Jahren nach Asien verlagert. Die Technologiesouveränität und Unabhängigkeit drohte in Europa verloren zu gehen. Dies beginnt sich zu verändern, da Parameter wie zum Beispiel der Anteil der Transportkosten für importierte Module, aber auch nachhaltige…
Vertrauen ist besser … Um Elektronik sicher und zuverlässig einzusetzen, muss man nachvollziehen können, woher sie kommt, was sie macht und wie sie aufgebaut ist. Aktuell gibt es zwar einige technische Lösungen im Sinne einer vertrauenswürdigen Elektronik, aber noch keine durchgängige Methodik zur Vertrauenswürdigkeit, die die komplette Wertschöpfungskette ausreichend einbezieht. Das im März 2021 gestartete Forschungsprojekt »Velektronik« setzt hier an. Das Fraunhofer IPMS beschäftigt sich mit vertrauenswürdigen Fertigungsverfahren. Als das zentrale Vorhaben der Förderrichtlinie für »Vertrauenswürdige Elektronik (ZEUS)« des Bundesministeriums…
Mit Hochtemperaturtechnologien werden elektrothermische Netzspeicher möglich, mit denen sich große Mengen Energie aus erneuerbaren Quellen puffern lassen. Im Verbundprojekt LIMELISA entwickeln das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit dem Industriepartner KSB die dafür notwendigen Grundlagen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert die Forschung mit 3,8 Millionen Euro. Mit Hochtemperaturtechnologien werden elektrothermische Netzspeicher möglich, mit denen sich große Mengen Energie aus erneuerbaren Quellen puffern lassen. Im Verbundprojekt LIMELISA entwickeln das…
Günstiger als mit Sonne lässt sich heute kein Strom erzeugen. An sonnigen Standorten entstehen derzeit Kraftwerke, die Solarstrom sogar für weniger als zwei Cent pro Kilowattstunde liefern werden. Auf dem Markt erhältliche Solarzellen auf der Basis von kristallinem Silizium machen dies mit Wirkungsgraden von bis zu 23 Prozent möglich. Mit noch höheren Wirkungsgraden von mehr als 26 Prozent könnten die Kosten weiter sinken. Dieses Ziel hat nun eine internationale Arbeitsgruppe rund um Photovoltaik-Forscher vom Forschungszentrum Jülich mit einem nanostrukturierten, durchsichtigen…
… ist eine umweltfreundliche und kostengünstige Alternative. Das von EIT RawMaterials geförderte Forschungsprojekt SUPERSMART hat den Beweis erbracht: Gedruckte elektronische Komponenten wie Sensoren und smarte Etiketten auf Papier können eine wesentliche Rolle beim Aufbau eines Smart Environments für Produktion, Handel und Logistik spielen. Effiziente und zuverlässige Produktionsprozesse machen sie wirtschaftlich konkurrenzfähig. Und im Hinblick auf Ressourcenschonung, Klima und Umwelt hat auf Papier gedruckte Elektronik überragende Vorteile gegenüber konventionellen Substraten und Herstellprozessen für smarte elektronische Komponenten. Gestern wurde SUPERSMART von der…
Fraunhofer ISE erzielt 26 Prozent … Ein Forscherteam um Dr. Armin Richter vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat einen neuen Wirkungsgrad-Weltrekord von 26 Prozent für beidseitig kontaktierte Siliciumsolarzellen aufgestellt. Im aktuellen Nature Energy-Artikel »Design rules for high-efficiency both-sides-contacted silicon solar cell with balanced charge carrier transport and recombination losses« erläutert er den Aufbau der Rekordzelle und den Pfad zu noch höheren Wirkungsgraden. Schlüssel zum Erfolg war die Ausbildung der Rückseite als vollflächiger ladungsträgersammelnder Passivierungskontakt. Solarzellen aus kristallinem Silicium dominieren…
Studierende der HTWG Hochschule Konstanz Technik, Wirtschaft und Gestaltung haben auf Anregung der Stadtwerke Konstanz ein Konzept dafür entwickelt, wie die Bordstromversorgung der Bodensee-Autofähren zwischen Konstanz und Meersburg lokal emissionsfrei per Induktion über die Fährbrücke erfolgen kann. Damit können potentiell bis zu 20 Tonnen CO2 pro Fährschiff pro Jahr eingespart werden. Die Stadtwerke Konstanz wollen das Konzept umsetzen. Die Autofähren zwischen Konstanz und Meersburg benötigen neben Antriebsenergie auch Strom beispielsweise für Beleuchtung, Messinstrumente auf der Brücke und Bordgastronomie. Der hierfür…
Im Projekt „AEMruhr“ wollen die „ruhrvalley“-Partner Westfälische Hochschule und Fachhochschule Dortmund gemeinsam mit Praxispartnern die Erzeugung „grünen Wasserstoffs“ als Energieträger in der Energiewende verbessern. Wasserstoff ist die Basis. Nicht nur, weil Wasserstoff das Element Nummer 1 im Periodensystem der Elemente ist, sondern auch, weil Wasserstoff für viele Energietechniker die Nummer eins der Energieträger ist. Wenn er mit Sauerstoff verbrennt, entsteht nur Wasserdampf, kein umwelt- und klimaschädliches Kohlendioxid, keine anderen Emissionen wie Stickoxide oder Schwefelverbindungen. Einfach ideal. Außerdem kann Wasserstoff leicht…
Forschende der Fraunhofer-Gesellschaft haben eine Technologie entwickelt, mit der sich Wasserstoff und Erdgas kostengünstig und effizient voneinander trennen lassen. Die Membran-Technologie macht es damit möglich, die beiden Stoffe gemeinsam durch das bundesweite Erdgasnetz zu leiten und am Zielort voneinander zu trennen. Für den Transport und die Verteilung des Energieträgers Wasserstoff ist dies ein großer Fortschritt. Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS erforscht neben Werkstoffen aus Keramik auch das Potenzial anderer Materialien, wie beispielsweise Kohlenstoff. Dieser könnte nun im…
Immer mehr Geräte werden heute mithilfe intelligenter Sensoren über Funk miteinander verbunden. Doch dieses wachsende »Internet der Dinge« verbraucht mehr und mehr Strom. Im Fraunhofer-Leitprojekt ZEPOWEL wurde daher eine Hardware entwickelt, die die Sensoren nicht nur energieeffizient, sondern zu regelrechten Energiesparern macht. Zunächst kommen zwei Sensorknoten zum Einsatz – für die Maschinensteuerung und für die Messung der Luftqualität in der Stadt. Ganz gleich, ob es darum geht, das eigene Haus vor Einbrechern zu schützen oder die Maschinen in einer Fabrik…
Entwicklung von effizienteren Lithium-Ionen-Batterien … Mit dem neuen Projekt „RoSiLIB“ leistet das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden einen entscheidenden Beitrag hin zu einer CO2-neutralen Energieversorgung in der Mobilität. Dafür werden gemeinsam mit den Partnern des Instituts für Ionenstrahlphysik und Materialforschung am Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf e. V., der E-Lyte Innovations GmbH, der NANOVAL GmbH & Co. KG, der VON ARDENNE GmbH und der Custom Cells Itzehoe GmbH neue hochenergetische Anoden für Lithium-Ionen-Batterien entwickelt. Der von der Bundesregierung…
… durch fahrzeugintegrierte Photovoltaik. Ein Elektrofahrzeug (fast) ohne Abhängigkeit von Ladestationen – das klingt nach Zukunftsmusik, aber erste Schritte dazu werden gerade gemacht. Ein Konsortium um das Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH hat jetzt einen Prototypen eines leichten Nutzfahrzeuges auf die Straße gebracht, das mit hocheffizienter fahrzeugintegrierter Photovoltaik (vehicle integrated photovoltaics, VIPV) ausgestattet ist. Das Besondere daran: Die aus dem Sonnenlicht konvertierte Energie kann in das Hochvolt-Bordnetz eingespeist und damit direkt zur Reichweitenverlängerung genutzt werden. Ein Elektrofahrzeug (fast) ohne Abhängigkeit…
Zwischen dem Zuse Z3, dem ersten funktionsfähigen Digitalrechner von 1941, und modernen Mikroprozessoren liegen Welten – sowohl was Geschwindigkeit als auch Größe betrifft. Doch die weitere Miniaturisierung der aktuellen, siliziumbasierten Elektronik stößt aufgrund der Fabrikationsmethoden an ihre Grenzen. Richtungsweisend für die Realisierung zukünftiger, noch kleinerer Schaltkreise ist die Molekulare Elektronik. Ein Forscherteam um Dr. Katrin Domke vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung hat nun mit einem neuartigen Experiment große Fortschritte bei der Charakterisierung von für Molekulare Elektronik geeigneten Molekülen gemacht. In den…
Forscherinnen und Forscher des Instituts für Angewandte Physik (IAP) und des Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) an der TU Dresden haben eine allgemeine Methode für die reproduzierbare Herstellung von hocheffizienten Perowskit-Solarzellen entwickelt. Die Studie wurde nun im angesehenen Journal Nature Communications veröffentlicht. Perowskite sind eine Materialklasse, die erstmals im frühen 19. Jahrhundert beschrieben wurde. Im Jahr 2009 wurden sie als mögliches Material für die Energiegewinnung aus Solarzellen „wiederentdeckt”. Seitdem haben sie die Forschung im Bereich neuartiger Photovoltaik-Technologien auf den…
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