Forschungsprojekte

Projekt im Geschäftsfeld: Photovoltaik, Thema: Perowskit- und Organische Photovoltaik, Perowskitsolarzellen und –module Laufzeit: 09/2019 - 08/2022

Perowskit-Solarzellen (PSCs) haben im letzten Jahrzehnt beeindruckende Entwicklungen gezeigt und seit Juli 2018 einen Wirkungsgrad von 23% auf starren Substraten erreicht. Ziel des APOLO Projekts ist es, flexible und stabile PSCs unter Verwendung von skalierbaren und kostengünstigen Prozessen bereitzustellen, mit Modulkosten unter 0,40€/Wp. Das APOLO Konsortium wird an „advanced Materials“ und innovativen grünen Prozessen arbeiten um flexible und komplett druckbare PSCs zu entwickeln. Ein Wirkungsgrad von 22% ist als Ziel gesetzt, mit Stabilitätskriterien von 90% der Ausgangsleistung nach Standardtests für beschleunigte Alterung. APOLO strebt die Erhöhung des Technology Readiness Levels (TLR) der PSC-Technologie an. Die im APOLO Projekt gefundenen Lösungen werden die Entwicklung eines völlig neuen Produkts erlauben, indem Module in die Architektur von Gebäuden integriert werden. Ein Einstieg in neue Märkte wie Automobile, Textile, etc. ist darüber hinaus ebenfalls möglich. | Laufzeit: 04/2018 - 03/2022

Zur Eindämmung des Klimawandels stellt die Dekarbonisierung des Energiesektors eine zentrale Herausforderung dar. Photovoltaik spielt dabei eine entscheidende Rolle bei der flächendeckenden Einführung einer sauberen und erschwinglichen Energieinfrastruktur. Aufgrund des überwiegenden Imports von außerhalb der EU sowie der Notwendigkeit der energetisch aufwändigen Aufreinigung von Rohmaterialien sind etablierte Photovoltaikmodule mit Lieferrisiken und einem hohen CO2-Fußabdruck verbunden. Die aufkommende Perowskit-PV hat ein enormes Potenzial, diese Probleme zu überwinden und den Energiesektor der EU zu revolutionieren. | Laufzeit: 12/2022 – 11/2025

Für zahlreiche potenzielle Photovoltaik-Anwendungen an Gebäuden, Fahrzeugen oder in der Landwirtschaft ist eine signifikante Transparenz der Solarzellen bzw. -module im sichtbaren Spektralbereich wünschenswert, wenn nicht Voraussetzung für eine erfolgreiche Umsetzung. Bestimmte organische Halbleiter sind in der Lage, infrarote Strahlung stark zu absorbieren und gleichzeitig sichtbares Licht fast vollständig zu transmittieren. Diese bemerkenswerte Eigenschaft ist der Schlüssel für die Realisierung organischer Solarmodule mit hoher visueller Transmission und homogenem Erscheinungsbild, d.h. insbesondere ohne Lücken. Dazu müssen neben den organischen Absorbermaterialien auch neuartige Elektroden mit sehr spezifischen optischen Eigenschaften entwickelt werden. | Laufzeit: 04/2021 - 03/2023

Geringe Materialkosten, Niedrigtemperaturprozesse für die Herstellung sowie Labor-Wirkungsgrade von bereits über 23% zeigen das Potential von Perowskit-basierten Solarzellen im Markt für Dünnschicht-PV auf. Die Herausforderung besteht nun darin, die zuvor im PV-Bereich nicht beobachtete schnelle Wirkungsgradsteigerung auf eine neue Ebene zur Herstellung von skalierbaren, stabilen und kostengünstigen Solarzellen sowie PV-Modulen zu übertragen. Das ESPResSo Konsortium wird mit einem Betrag von über 5 Mio. Euro von der Europäischen Union gefördert, um die Limitierung der gegenwärtigen Perowskit-Technologie zu überwinden, hocheffiziente Perowskit-Solarzellen und PV-Module zu entwickeln und deren praktische Anwendung zu demonstrieren. | Laufzeit: 04/2018 - 03/2021

SMARTLINE-PV, ein von der EU gefördertes Projekt, hat das Ziel, Zinn-Perowskit-Solarmodule mit wählbaren Farben für spezifische Anwendungen zu entwickeln, die durch die flexible MorphoColor®-Technologie des Fraunhofer ISE realisiert werden. Wesentliche Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen richten sich auf (i) die Modulherstellung auf Glas- und flexiblen PET-Substraten mit minimalen Effizienzverlusten im Vergleich zu einzelnen kleinen Geräten und (ii) deren Integration in Fassadenelemente und Dachziegel. | Laufzeit: 01/2024 - 12/2027

Projekt im Geschäftsfeld: Photovoltaik; Thema: Silicium-Photovoltaik, Perowskit- und Organische Photovoltaik; Arbeitsgebiet: Herstellung und Analyse von hocheffizienten Solarzellen, Perowskit-Silicium Tandemphotovoltaik; Laufzeit: 02/2021 - 01/2024

Um Perowskitschichten mit höchster Qualität für Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen herzustellen, verfolgen wir die Hybridroute aus Vakuumverdampfung Abscheidung aus Lösung. Die beiden Verfahren ergänzen sich optimal, um Perowskitschichten auf mikrometer-großen Siliziumpyramiden abscheiden zu können. Damit ist es uns gelungen, Effizienzen von über 32% zu erzielen. Nun übertragen wir diese Technologie in unserer Technologieplattform Pero-Si-SCALE mittels industriell skalierbaren Equipments auf volle Wafergrößen (M12). | Laufzeit: 05/2023 - 04/2026

Projekt im Geschäftsfeld Photovoltaik, Thema: Neuartige Photovoltaik-Technologien, Arbeitsgebiet: Farbstoff- und Perowskitsolarzellen, Laufzeit: September 2014 - April 2018

Perowskit-Silicium-Tandemsolarzellen haben das Potential, die Nachfolgetechnologie der bisher dominierenden Siliciumsolarzellentechnologie zu werden. Um die Entwicklungen im unteren Technologiereifegrad (TRL 1-4) schneller in eine industrielle Produktion überführen zu können und zusammen mit der deutschen und europäischen Photovoltaikindustrie die Entwicklung der nächsten Zellgeneration zu beschleunigen, soll im Projekt Pero-Si-SCALE eine unabhängige Technologie-Plattform für Perowskit-Silicium-Tandemtechnologie aufgebaut werden. Hierzu gehören Technologien zur Herstellung von Zellen und Modulen, aber auch eine umfangreiche Charakterisierungs- und Analyse-Umgebung von der Zelle bis hin zum fertigen PV-Kraftwerk. | Laufzeit: 05/2023 - 12/2025