Neues Konzept für Solarzellen

Entwickelt an TU Dresden

Die Gruppe um Prof.Yana Vaynzof am Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials (IAPP) und dem Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) der Technischen Universität Dresden hat ein völlig neues Konzept für Solarzellen entwickelt. Dieses macht sich die Tatsache zunutze, dass Materialien in unterschiedlichen Kristallmodifikationen vorliegen können. Dieses Phänomen der Polymorphie bedeutet, dass ein Material unterschiedliche Eigenschaften aufweisen kann, je nachdem wie seine Atome und Moleküle im Kristallgitter angeordnet sind. Die entsprechende Untersuchung wurde nun open access in Nature Energy veröffentlicht. weiterlesen…

Beschleunigung des PV-Ausbaus

Hocheffiziente Solarzellen doppelt so schnell produzieren

Ein hoher Durchsatz in der Produktion von Silizium-Solarzellen ist wichtig, um Herstellungskosten zu senken und Lieferengpässe beim Photovoltaik-Ausbau in Deutschland und weltweit abzumildern. Ein Konsortium aus Anlagenbauern, Messtechnikherstellern und Forschungsinstituten erarbeitete deshalb unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE einen Proof-of-Concept für eine innovative Produktionslinie mit einem Durchsatz von 15 bis 20 Tausend Wafern pro Stunde. Das entspricht mindestens einer Verdopplung des aktuell üblichen Durchsatzes. weiterlesen…

Europäische Glas-Glas-PV-Module besonders klimafreundlich

40 Prozent weniger CO2

In einer am publizierten Untersuchung haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE errechnet, dass in der Europäische Union hergestellte Silicium-PV-Module 40 Prozent weniger CO2 erzeugen als Module chinesischer Produktion. Mithilfe einer Lebenszyklusanalyse verglich das Forschungsteam die CO2-Fußabdrücke monokristalliner Solarmodule deutscher, europäischer und chinesischer Herstellung. Dabei fanden sie auch heraus, dass Glas-Glas-Module im Vergleich zu PV-Modulen mit Rückseitenfolien unabhängig von ihrem Produktionsstandort eine zusätzliche Emissionsreduktion von 7,5 bis 12,5 Prozent ermöglichen. weiterlesen…

Silizium-Solarzellen mit mehr als 26 Prozent Wirkungsgrad

Durchsichtige Nanoschichten im neuen Zelldesign für mehr Solarstrom

Günstiger als mit Sonne lässt sich heute Strom nicht erzeugen. An sonnigen Standorten entstehen derzeit Kraftwerke, die Solarstrom sogar für weniger als 2 ct/kWh liefern werden. Marktgängige Solarzellen auf der Basis von kristallinem Silizium machen dies mit Wirkungsgraden bis 23 Prozent möglich und halten daher einen Weltmarktanteil von etwa 95 %. Mit noch höheren Wirkungsgraden (jenseits der 26 %) könnten die Kosten weiter sinken. Dieses Ziel hat nun eine Arbeitsgruppe vom Forschungszentrum Jülich mit einem nanostrukturierten, durchsichtigen Material für die Vorderseite von Solarzellen und einem ausgeklügelten Design im Blick. Über ihren Erfolg vieljähriger Forschung berichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Nature Energy. (Bild: Vier TPC-Solarzellen in Laborgröße (je 4 cm2) – ©Forschungszentrum Jülich) weiterlesen…

Fraunhofer ISE mit Spitzenwirkungsgrad für p-type-TOPCon-Solarzelle

Fortschritte mit Siebdruck-Kontakten

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben die besten Metallisierungspasten identifiziert, die helfen, den Kontaktwiderstand und die Kontaktrekombination in p-type-TOPCon-Solarzellen zu reduzieren. Sie brachten eine Siliziumnitridschicht durch plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung auf beiden Seiten einer Zelle auf und erreichten einen Wirkungsgrad von 21,2 Prozent. Emiliano Bellini beschrieb den Vorgang am 08.04.2021 auf pv magazine. weiterlesen…

Grüne Energie: Wie Solarzellen leistungsfähiger werden

Wirkungsgrad erhöhen

Wie kann der Anteil grüner Energie in industriellen Prozessen gesteigert werden? Wie kann man etwa den Wirkungsgrad von Solarzellen erhöhen und damit den Weg für höhere Nutzung regenerativer Energie ebnen? Torsten Schwarz aus der Gruppe „Nanoanalytik und Grenzflächen“ am Düsseldorfer Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) , beschäftigt sich zwei Medienmitteilungen (deutschenglisch) zufolge mit der Effizienzsteigerung von Solarzellen. Er untersuchte gemeinsam mit einem internationalen Forschungsteam aus Luxemburg und Portugal die Beziehung zwischen der Oberflächenbehandlung und der Defektkonzentration von Chalkogenid-Halbleitern, die in Solarzellen verwendet werden. Die Defektkonzentration beeinflusst nämlich maßgeblich die Leistungsfähigkeit von Solarzellen. Die Ergebnisse wurden in Nature Communications und Nano Energy veröffentlicht. weiterlesen…

Höhere Wirkungsgrade im Tandem – neuer Solarzellenrekord

Tandem-Technologie auch für breite Photovoltaik zugänglich machen

Die Photovoltaikforschung arbeitet mit Nachdruck daran, die Wirkungsgrade von Solarzellen immer weiter zu erhöhen. Zunehmend rückt die Tandem-Photovoltaik dabei in den Fokus, bei der in unterschiedlichen Kombinationen leistungsstarke Solarzellenmaterialien zusammengeführt werden, um so das Sonnenspektrum bei der Umwandlung von Licht in elektrische Energie noch effizienter zu nutzen. Das Fraunhofer ISE verzeichnet jetzt mit 25,9 Prozent Wirkungsgrad einen neuen Rekordwert für eine direkt auf Silicium gewachsene III-V/Si Tandemsolarzelle. Diese wurde erstmals auf einem kostengünstigen Siliciumsubstrat hergestellt – ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu wirtschaftlichen Lösungen für die Tandem-Photovoltaik. (Foto: Mehrere III-V Tandemsolarzellen auf einem Silicium Substrat mit 10 cm Durchmesser. – © Markus Feifel, Fraunhofer ISE) weiterlesen…

Fraunhofer ISE entwickelt neuartige Hochdurchsatz-Anlage für funktionalen Druck

Metallisierung von Silizumsolarzellen

Bisher nicht gekannte Präzision und Geschwindigkeit sind die herausragenden Merkmale einer neuartigen Hochdurchsatz-Anlage für die Metallisierung von Silizumsolarzellen sowie andere funktionale Druckverfahren. Die Anlage ist in der Lage, hochpräzise Beschichtungsprozesse im Rotationssiebdruck- und Flexodruckverfahren mit einer Druckgeschwindigkeit zu realisieren, die im industriellen Maßstab einem Durchsatz von bis zu 8000 Bauteilen pro Stunde entspricht. Entwickelt wurde sie von einem Projektkonsortium unter der gemeinsamen Federführung der Asys Automatisierungssysteme GmbH und dem Fraunhofer ISE. Neben Solarzellen kann die Anlage funktionale Bauteile z.B. für Anwendungen im Bereich Wasserstofftechnologie, Sensorik oder Leistungselektronik beschichten. (Rotationsdruck-Demonstrator – Foto © ASYS Automatisierungssysteme GmbH) weiterlesen…

Neues Verbundvorhaben „ZORRO“

PERC Solarzellen möglichst ohne Degradationsverlust

PV auf Dach des Berliner Futuriums - Foto © SolarifyHocheffiziente Siliziumsolarzellen ohne Wirkungsgradverlust nach der Inbetriebnahme: Darauf zielt das kürzlich gestartete, vom BMWi geförderte Verbundprojekt „Zero-Degradation in mono- und multi-kristallinen PERC-Solarzellen (ZORRO)“ ab. ZORRO wird vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB in Erlangen koordiniert. weiterlesen…

KIT will flüssig-applizierte keramische Solarzellen entwickeln

Die besten Eigenschaften bündeln

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat ein auf sechs Jahre angelegtes millionenschweres Projekt namens „Neuartige flüssig-applizierte keramische Solarzellen“ (Kerasolar) gestartet. Es soll laut einer Medienmitteilung vom 18.11.2019 ein völlig neues Materialkonzept für Solarzellen entwickeln. Für das bisher einzigartige Materialkonzept werden keramische Funktionsmaterialien mit verschiedenen Solarzellenkonzepten verbunden, um die Vorteile verschiedener Solarzellentechnologien zu bündeln: Die Druckbarkeit organischer und die Langzeitstabilität kristalliner Solarzellen sowie die Ferroelektrizität des Bleihalogenid-Perowskits. (Foto: Die Forscher wollen Photovoltaik mit keramischen Funktionsmaterialien verbinden und damit ein neuartiges Solarzellen-Konzept entwickeln – © Markus Breig, KIT) weiterlesen…