Solarzellen mit ForMat
BMBF fördert interdisziplinäres Team aus Physikern und Ökonomen hinsichtlich eines Konzepts zur kostengünstigen Herstellung hocheffizienter Solarzellen.
Solarzellen mit ForMaT
BMBF fördert interdisziplinäres Team aus Physikern und Ökonomen hinsichtlich eines Konzepts zur kostengünstigen Herstellung hocheffizienter Solarzellen.
Die begrenzte Verfügbarkeit fossiler Brennstoffe macht den Markt für erneuerbare Energien immer wichtiger. Nach Zahlen des Bundesverbandes für Erneuerbare Energien (BEE) lag der Anteil der erneuerbaren Energien am Gesamtstromverbrauch im Jahr 2009 bereits bei 16,1%. Dabei hat die Photovoltaik Entwicklungspotential, denn die Energieumwandlung in den Solarzellen ist noch nicht sehr effizient und die Herstellung noch nicht kostengünstig.
Ein neues Konzept zur kostengünstigen Herstellung von Solarzellen wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Programms „Forschung für den Markt im Team“ (ForMaT) in den kommenden zwei Jahren mit rund 1,7 Millionen Euro unterstützt. Das Förderprogramm des BMBF ist darauf ausgelegt, dass öffentliche Forschung bei ihren Projekten schon frühzeitig einen Wissens- und Technologietransfer in die Wirtschaft anstrebt. In diesem Fall unterstützt ForMat ein interdisziplinäres Team aus Forschern des Instituts für Angewandte Physik (IAP) der FSU Jena und des Fraunhofer Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) sowie Wirtschaftswissenschaftlern der Jenaer Universität.
Abb.: Forschung im Labor von "Nano-SIS". (Bild: Jan-Peter Kasper/FSU Jena)
„Wir kombinieren nanotechnologische Methoden zur Effizienzsteigerung von Solarzellen mit einem einfachen Zelldesign“, erläutert Projektleiter Andreas Tünnermann, Direktor des IAP der FSU Jena und des Fraunhofer IOF, den Ansatz. Als Grundlage für ihre leistungsstarken Solarzellen nutzen die Physiker der Uni Jena nanostrukturiertes, sogenanntes schwarzes Silizium. „Mit Hilfe eines Trockenätzverfahrens lässt sich die Oberfläche von Siliziumwafern so strukturieren, dass sich ihre Oberfläche winkelunabhängig und über einen breiten Wellenlängenbereich entspiegeln lässt“, erläutert der Physiker. „Dadurch wird die einfallende Strahlung des Sonnenspektrums zu einem viel geringeren Teil reflektiert, was eine deutlich höhere Energieausbeute verspricht“, so Tünnermann. Die nanostrukturierten Siliziumwafer beschichten die Jenaer Forscher anschließend mit einer dünnen Barriere- und einer darüber liegenden transparenten sowie leitfähigen Oxidschicht. Auf diese Weise entsteht eine „SIS“-Solarzelle (engl.: Semiconductor-Insulator-Semiconductor), die sich – dank industrieerprobter Sputterverfahren – besonders kostengünstig herstellen lässt.
Abb.: Nanostrukturierte Siliziumwafer bilden die Grundlage für leistungsstarke und kostengünstige Solarzellen, die die Forscher der Uni Jena im Projekt "Nano-SIS" entwickeln. (Bild: Jan-Peter Kasper/FSU Jena)
Während einer ersten sechsmonatigen Screening-Phase des Projekts haben die Jenaer Forscher bereits eine ausführliche Marktanalyse vorgenommen und verschiedene Anwendungsoptionen ihres Konzeptes innerhalb der Photovoltaik, aber auch der Sensorik geprüft. „Wir wollen bereits bei der Entwicklung der neuen Technologie die Anforderungen potenzieller Anwender mit berücksichtigen“, erläutert Projektleiter Kevin Füchsel.
Die Forschungsarbeiten werden in Kooperation der Jenaer Lehrstühle für Angewandte Physik sowie Absatzwirtschaft, Marketing und Handel und dem IOF durchgeführt. Diese Zusammenarbeit kann eine schnelle industrielle Verwertung des Konzepts ermöglichen.
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