Forschungsprojekte

Projekt im Geschäftsfeld Photovoltaik, Thema: Silicium-Photovoltaik, Arbeitsgebiet: Epitaxie, Si-Folien und SiC-Abscheidungen, Laufzeit: Juli 2012 - Juni 2016

Projekt im Geschäftsfeld Photovoltaik, Thema: Silicium-Photovoltaik, Arbeitsgebiet: Feedstock, Kristallisation und Wafering, Laufzeit: April 2015 - April 2018

Seit über 10 Jahren entwickeln wir laserbasierte Fügeprozesse für dünne Aluminiumfolien zur Metallisierung und Verschaltung von Solarzellen. Unser "FoilMet-Interconnect" Verfahren bietet eine umweltfreundliche, ressourcenschonende und kostengünstige Alternative zum Löten von Kupferdrähten. Im Projekt Liebesbrief arbeiten wir eng mit Industriepartnern zusammen, um diese Technologie zur Marktreife zu bringen. Wir konzipieren und erproben eine industrielle Pilotanlage, entwickeln eine Qualifizierung der Fügestellen und stellen 10.000 Spezial-Module her, die in Dachziegel integriert werden, um die Verschaltungstechnologie umfangreich zu testen. Laufzeit: 05/2023 - 04/2026

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

Der wachsende Markt für galvanisch metallisierte (Plating) Solarzellen benötigt innovative Technologie im Bereich der Laserstrukturierung – eine höhere Auflösung für kleinere Leiterbahnen, ein großes Bearbeitungsfeld für wachsende Waferformate und eine schnellere Strahlablenkung für kürzere Prozesszeiten. In »Miracle« kommen das Fraunhofer ISE und fünf Industriepartner zusammen, um gemeinsam neue Anlagenkonzepte zu erarbeiten und aufzubauen, die die Laserstrukturierung fürs Plating wirtschaftlicher und konkurrenzfähiger macht und somit eine hohe Silberersparnis in der Solarzellenproduktion ermöglicht. | Laufzeit: 02/2023 - 01/2026

Die von der Europäischen Kommission in der EU-Solarstrategie empfohlenen PV-Aufdach- und BIPV-Anlagen kommen immer häufiger zum Einsatz, weshalb Regeln für deren Umweltverträglichkeitsprüfung als notwendig erachtet werden. Die detaillierte Lebenszyklusanalyse ist derzeit jedoch nicht verfügbar und ist daher Gegenstand intensiver Forschung. Für EPDs (Umweltzeichen vom Typ 3) sind Neutralität und eine unabhängige Überprüfung eingehender umweltrelevanter Daten ein wichtiges Kriterium. Obwohl bereits PCR zur Erstellung von EPDs für PV-Module und PV-Systeme verfügbar sind, gibt es momentan keine derart umfassende PCR, die zu harmonisierten EPD-Ergebnissen für PV-Module als auch für PV-Aufdach- und BIPV-Systeme führt und zugleich standardisierte, sowohl produkt- als auch nutzungsspezifische Bewertungen ermöglicht. | Laufzeit: 06/2024 - 05/2026

Im Projekt »HeriSol« werden denkmalgeschützte Gebäude von reinen Energie-Konsumenten in -Prosumenten transformiert. Drei reale Demonstratoren zeigen Planerinnen, Architekten, Denkmalpflegern und Gebäudenutzenden, wie eine solche Transformation gelingen kann und wie farbige bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) mit MorphoColor®-Technologie, biogene Wärmedämmung und Mikrowärmepumpen mit Peltierelementen dazu beitragen können. Digitale Werkzeuge wie BIM, digitale Zwillinge, WLCA, PV-Simulationen und -Visualisierung sowie Living Labs unterstützen die Planung mit dem Ziel einer architektonischen, rechtlichen und sozialen Integration. | Laufzeit: 12/2024 - 11/2027

Projekt im Geschäftsfeld: Photovoltaik; Thema: Silizium-Photovoltaik, Perowskit- und Organische Photovoltaik​; Arbeitsgebiet: Herstellung und Analyse von hocheffizienten Solarzellen, Perowskit-Silizium-Tandemphotovoltaik​, Si-Bottomzellen für Tandemphotovoltaik​; Laufzeit: 04/2022 - 03/2025

Durch die Energiewende in der EU ergibt sich ein potentieller Anstieg des Ressourcenbedarfs sowie Verlagerungseffekte von rohstoffbedingten Emissionen ins Ausland. Materialeffizienz, Materialsubstitution und Kreislaufwirtschaft werden zunehmend durch politische Rahmenbedingungen unterstützt, sowohl um Umweltwirkungen der Materialproduktion zu reduzieren als auch um Versorgungsrisiken in den Lieferketten zu vermindern. Parallel dazu wird das Thema lokaler Produktion und Wertschöpfung zur Stärkung der technologischen Souveränität konkretisiert (z.B. IPCEI Batterie, EU Solar Energy Strategy, EU Critical Raw Materials Act, Nationale Kreislaufstrategie (NKWS)). Detaillierte Bewertungen der Auswirkungen dieser Ressourcenstrategien unter Betrachtung der EU-Ziele hinsichtlich Umweltauswirkungen, Energiebedarf, Ressourcenbedarf, Kosten der Energiewende und Lieferkettensicherheit und einer Empfehlung zu Maßnahmen- und Instrumentenstrategien zur Hebung von Potentialen für nachhaltigen und ressourcenschonenden Entwicklungen fehlen jedoch. | Laufzeit: 01/2025 - 12/2027

Projekt im Geschäftsfeld: Photovoltaik; Thema: Photovoltaische Module und Kraftwerke; Arbeitsgebiet: Modultechnologie Laufzeit: 11/2019 - 10/2022