ILGAR ist German High Tech Champion 2011
Das Business-Speed-Dining bei einem der vier Wechsel der
GERMAN HIGH TECH CHAMPIONS.
Foto: Fraunhofer
Verfahren des Helmholtz-Zentrum Berlin ermöglicht umweltverträgliche Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen
Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) gehören zu den vier GERMAN HIGH TECH CHAMPIONS im Wettbewerb der Fraunhofer-Gesellschaft. Das Team um Professor Dr. Christian-Herbert Fischer ist gestern auf der Clean Technology Conference & Expo in Boston, USA, für sein patentiertes Ion Layer Gas Reaction-Verfahren (ILGAR) ausgezeichnet worden. In Boston haben die Forscher Gelegenheit, ihr Verfahren zur Herstellung von Dünnschicht-Solarzellen interessierten Unternehmen vorzustellen und mit ihnen Kontakte zu knüpfen. Außerdem hat das Team ein Preisgeld in Höhe von 10.000 € für die Reise in die USA erhalten und um die Präsentation ihres so genannten Business Case zielgruppengerecht aufzubereiten.
Der Bedarf an erneuerbaren Energien steigt – Klimawandel und Krise der Atomkraft treiben die Entwicklung an. Im Photovoltaikmarkt spielen CIS-Dünnfilm-Solarmodule eine immer größere Rolle. In ihnen werden Halbleiter eingesetzt – meist Kupfer-Verbindungen, so genannte Chalkopyrite –, um aus Sonnenlicht Strom zu gewinnen. Diese lassen sich in extrem dünnen Schichten auf Glas oder auf flexible Unterlagen wie Folie abscheiden.
Für alle Komponenten dieser Vielschicht-Systeme existieren technologisch günstige Produktionsprozesse – außer für die so genannte Puffer-Lage. Das Standard-Material für diese Schicht ist das giftige Cadmium-Sulfid. ILGAR schafft hier Abhilfe: Mit ihm lassen sich Halbleiterschichten höchster Qualität für Dünnschichtsolarzellen in standardisierten Prozessen herstellen. Die dabei produzierten Pufferschichten aus Indiumsulfid oder Zinksulfid/Indiumsulfid ersetzen nicht nur das giftige Cadmium. ILGAR macht auch ein als „Chemical Bath Deposition“ bezeichnetes Verfahren überflüssig, das als langsam und umweltschädlich gilt.
Die mit Hilfe von ILGAR hergestellten Solarzellen zeigen sehr gute Leistungsmerkmale (bisher bis zu 16,4% Effizienz) und haben sich als äußerst langlebig erwiesen. In einer deutschen Photovoltaik-Firma ist eine Pilot-Produktionslinie für ILGAR erfolgreich in Betrieb, so dass sich die Markttauglichkeit des Verfahrens bereits erwiesen hat.
Der GERMAN HIGH TECH CHAMPIONS Wettbewerb hat zum Ziel, für den Forschungsstandort Deutschland im Ausland zu werben und Technologieentwickler und Erfinder an deutschen Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen dabei zu unterstützen, ihre Erfolge in der Auftragsforschung international zu steigern. Die Pilotländer dieser neuen Kampagne sind die USA und Frankreich.
- Zwei Humboldt-Fellows am HZBZwei junge Wissenschaftler sind zurzeit als Humboldt-Postdoktoranden am HZB tätig. Kazuki Morita bringt seine Expertise in Modellierung und Datenanalyse in die Solarenergieforschung im Team von Prof. Antonio Abate ein. Qingping Wu ist Experte für Batterieforschung und arbeitet mit Prof. Yan Lu zusammen an Lithium-Metall-Batterien mit hoher Energiedichte.
- Weniger ist mehr: Warum ein sparsamer Iridium-Katalysator so gut funktioniertFür die Produktion von Wasserstoff mit Elektrolyse werden Iridiumbasierte Katalysatoren benötigt. Nun zeigt ein Team am HZB und an der Lichtquelle ALBA, dass die neu entwickelten P2X-Katalysatoren, die mit nur einem Viertel des Iridiums auskommen, ebenso effizient und langzeitstabil sind wie die besten kommerziellen Katalysatoren. Messungen an BESSY II haben nun ans Licht gebracht, wie die besondere chemische Umgebung im P2X-Kat während der Elektrolyse die Wasserspaltung befördert.
- Batterieforschung mit dem HZB-RöntgenmikroskopUm die Kapazität von Lithiumbatterien weiter zu steigern, werden neue Kathodenmaterialien entwickelt. Mehrschichtige lithiumreiche Übergangsmetalloxide (LRTMO) ermöglichen eine besonders hohe Energiedichte. Mit jedem Ladezyklus wird jedoch ihre Kapazität geringer, was mit strukturellen und chemischen Veränderungen zusammenhängt. Mit Röntgenuntersuchungen an BESSY II hat nun ein Team aus chinesischen Forschungseinrichtungen diese Veränderungen erstmals experimentell mit höchster Präzision vermessen: Mit dem einzigartigen Röntgenmikroskop konnten sie morphologische und strukturelle Entwicklungen auf der Nanometerskala beobachten und dabei auch chemische Veränderungen aufklären.