Grenzüberschreitende Photovoltaik-Forschung
Forschungszentrum Jülich und Solliance forschen mit vereinten Kräften an Dünnschicht-Solarzellen.
Das Forschungszentrum Jülich ist neuer Partner von Solliance, wie Vertreter beider Institutionen bekanntgegeben haben. Solliance ist ein grenzüberschreitender Verbund, zu dem die Forschungsinstitutionen ECN, imec, Holst Centre, TNO sowie die TU Eindhoven gehören. Jülicher Wissenschaftler werden damit künftig eng mit Partnern aus dem Hightech-Dreieck Eindhoven-Leuven-Aachen im Bereich der Dünnschicht-Photovoltaik zusammenarbeiten.
Abb.: Dünnschichtsolarmodul: Eine kostengünstige und flexibel einsetzbare Alternative zu traditionellen Solarzellen aus kristallinem Silizium. (Bild: FZ Jülich)
Der Markt für Photovoltaik ist in den letzten Jahrzehnten stark gewachsen. Die Nennleistung der weltweit installierten Anlagen erhöhte sich zwischen 2010 und 2011 von rund 40 auf 67 Gigawatt Peak (GWp) und wird in den kommenden Jahren voraussichtlich noch weiter steigen. Mit einem geschätzten Potenzial von 12 bis 15 TWp könnte die Photovoltaik zum Ende des 21. Jahrhunderts theoretisch rund die Hälfte des weltweiten Strombedarfs abdecken.
Die Dünnschicht-Technologie eröffnet neue Möglichkeiten für flexible, zuverlässige und kostengünstige Solarzellen. Sie eignen sich für unterschiedliche Anwendungen, da sie sich direkt auf Fensterscheiben, Mauerwerk oder beispielsweise Kleidung anbringen lassen. Im Jahr 2011 kamen Dünnschicht-Solarzellen bereits auf einen Marktanteil von rund 10 Prozent, 2020 werden es voraussichtlich bis zu 30 Prozent sein.
Im Fokus von Solliance stehen Dünnschicht-Silizium-Solarzellen (Si), alternative Materialien für Solarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS) sowie die organische Photovoltaik (OPV). Darüber hinaus zielt die Kooperation mittel- und langfristig auf die Entwicklung neuer Technologien ab, die für verschiedene Zweige der Dünnschicht-Photovoltaik-Industrie von Bedeutung sind.
Die Forschungsarbeiten innerhalb Solliance umfassen Prüf-, Charakterisierungs- und Monitoringmethoden, Laserprozesse zur Strukturierung und monolithischen Serienverschaltung der Module, Lichtmanagement durch mechanische Texturierung der Zelloberfläche, die Entwicklung transparenter leitfähiger Schichten, die Entwicklung neuer Hardware im Bereich der organischen Photovoltaik und Abscheidungs- sowie Beschichtungsverfahren zum Aufbringen der extrem dünnen Schichten.
Das Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung ist eines der weltweit größten und wissenschaftlich wie technologisch führenden Institute auf dem Gebiet der Silizium-Dünnschicht-Photovoltaik. Der Forschungsbereich Photovoltaik (IEK-5) entwickelt, ausgehend von grundlegenden Arbeiten in der Materialforschung und zum Lichteinfang, neue Konzepte, die zunächst in Laborgröße realisiert und anschließend bis hin zu industrierelevanten Dimensionen und Herstellungsverfahren weiterentwickelt werden.
Solliance zielt darauf ab, die führende Rolle des Dreiecks Eindhoven-Leuven-Aachen (ELAT Region) bei der Weiterentwicklung von Dünnschicht-Solarzellen durch die Verzahnung der Aktivitäten weiter zu stärken. Die Initiative soll insbesondere dazu beitragen, die gemeinsame Nutzung der Infrastruktur, die Abstimmung von Forschungsprogrammen sowie die Zusammenarbeit von Wissenschaft und Solar-Wirtschaft zu vertiefen. Finanziell wird Solliance unter anderem von der niederländischen Provinz Noord-Brabant unterstützt.
FZ Jülich / PH
