Europäische Pilotlinie für innovative Tandem-Solarzellen
Produktionslinie für Solarzellen. © Qcells
PEPPERONI ist ein vierjähriges Forschungs- und Innovationsprojekt, das im Rahmen von Horizon Europe kofinanziert und gemeinsam vom Helmholtz-Zentrum Berlin und Qcells koordiniert wird. Das Projekt wird dazu beitragen, die Markteinführung und Massenproduktion von Perowskit/Silizium-Tandem-Photovoltaik-Technologien voranzubringen.
Ziel von PEPPERONI ist es, Hindernisse für die Markteinführung der Tandem-Solartechnologie zu ermitteln und zu beseitigen und Grundlagen für neue Produktionskapazitäten in Europa zu schaffen. Eine Pilotlinie wird am europäischen Hauptsitz von Qcells in Thalheim, Deutschland, errichtet. Das Projekt startete am 1. November 2022 mit der langfristigen Vision, Europa eine industrielle Führungsrolle in der PV-Produktion auf dem Weltmarkt zu ermöglichen.
Im Rahmen von PEPPERONI wird am europäischen Hauptsitz von Qcells in Thalheim, Deutschland, eine Pilotlinie für Tandemzellen vom industriellen Typ eingerichtet, die innovative Anlagen, Prozesse und Materialien zur Herstellung von hocheffizienten Tandemzellen und -modulen umfasst. Der Ansatz von PEPPERONI verspricht einen schnellen und wettbewerbsfähigen Weg zur Massenproduktion von PV-Modulen mit hoher Leistung und langer Lebensdauer.
Fabian Fertig, Director Global R&D Wafer & Cells bei Qcells, sagte: "Qcells ist stolz darauf, Teil des PEPPERONI-Konsortiums mit seinen Weltklasse-Technologiepartnern zu sein. Diese Forschung verspricht, neue Wege bei der Weiterentwicklung der Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellen- und Modultechnologie zu beschreiten. In einer Zeit, in der das derzeitige Energiesystem einem noch nie dagewesenen Druck ausgesetzt ist, ist es spannend, diesen ersten und transformativen Schritt in Richtung einer industriellen Fertigung der nächsten Generation von PV-Technologien in Europa zu verwirklichen."
Bernd Stannowski, Leiter der Abteilung Industriekompatible Prozesse, Solarzellen und -module am HZB, fügte hinzu: "Am HZB haben wir die Tandemtechnologie im Labormaßstab auf Weltrekordniveau entwickelt. Wir freuen uns nun darauf, im PEPPERONI-Konsortium mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie zusammenzuarbeiten, um diese neue und vielversprechende Technologie gemeinsam zu skalieren und in die Industrie zu übertragen."
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Über das Konsortium
PEPPERONI bündelt europäisches Wissen und Know-how von der Grundlagenforschung über die Erprobung und Entwicklung von Solarzellen im kleinen Maßstab bis hin zur industriellen Fertigung großer Solarmodule im Hochdurchsatzverfahren. Dem PEPPERONI-Konsortium gehören 17 Partner aus 12 Ländern in ganz Europa an. PEPPERONI wird von der EU im Rahmen von Horizon Europe kofinanziert und vom Schweizer Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) unterstützt.
- 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.
- BESSY II: Neues Verfahren für bessere ThermokunststoffeUmweltfreundliche Thermoplaste aus nachwachsenden Rohstoffen lassen sich nach Gebrauch recyclen. Ihre Belastbarkeit lässt sich verbessern, indem man sie mit anderen Thermoplasten mischt. Um optimale Eigenschaften zu erzielen, kommt es jedoch auf die Grenzflächen in diesen Mischungen an. Ein Team der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden hat nun an BESSY II untersucht, wie sich mit einem neuen Verfahren aus zwei Grundmaterialien thermoplastische „Blends“ mit hoher Grenzflächenfestigkeit herstellen lassen: Aufnahmen an der neuen Nanostation der IRIS-Beamline zeigten, dass sich dabei nanokristalline Schichten bilden, die die Leistungsfähigkeit des Materials erhöhen.
- Wasserstoff: Durchbruch bei Alkalischen Membran-ElektrolyseurenEinem Team aus Technischer Universität Berlin, Helmholtz-Zentrum Berlin, Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg (IMTEK) und Siemens Energy ist es gelungen, eine hocheffiziente alkalische Membran-Elektrolyse Zelle erstmals im Labormaßstab in Betrieb zu nehmen. Das Besondere: Der Anodenkatalysator besteht dabei aus preisgünstigen Nickelverbindungen und nicht aus begrenzt verfügbaren Edelmetallen. An BESSY II konnte das Team die katalytischen Prozesse durch operando Messungen im Detail darstellen, ein Theorie Team (USA, Singapur) lieferte eine konsistente molekulare Beschreibung. In Freiburg wurden mit einem neuen Beschichtungsverfahren Kleinzellen gebaut und im Betrieb getestet. Die Ergebnisse sind im renommierten Fachjournal Nature Catalysis publiziert.