Alle Forschungsprojekte

Die unabhängige Verfügbarkeit von PV-Strom in der EU, in D und in BW erfordert die Abbildung aller Wertschöpfungsketten, so auch die Fertigung von Solarzellen. Innovative Solarzellen und Produktionsverfahren sind Schlüsseltechnologien für eine Reetablierung. Perowskit-Silicium-Tandemsolarzellen erreichen hohe Wirkungsgrade (> 30%), haben aber auch spezifische Anforderungen an den Herstellungsprozess. Diese sind bzgl. Metallisierung ein geringer Silberverbrauch und niedrige Prozesstemperaturen, welche etablierte Verfahren wie Siebdruck nicht ideal bedienen können. In PARAMETALLICA soll das am Fraunhofer-ISE entwickelte FlexTrail-Produktionsverfahren durch die Entwicklung eines parallelisierten Druckkopfes (als Prototyp) weiterentwickelt werden, wobei der Funktionsnachweis anhand des Perowskit-Silicium-Basisprozesses in den PV Pilot-Linien des Fraunhofer-ISE erfolgt. Die Verwertung sieht Ausgründungen und Lizensierungen vor, vorrangig in BW. | Laufzeit: 10/2022 - 09/2024

Im Projekt »OREO« wurden robuste und reproduzierbare Prozesse zur Produktion von Katalysatorschichten sowohl für Brennstoffzellen als auch für Elektrolyseure entwickelt. Das Fraunhofer ISE erarbeitete Dispersionsverfahren zur Herstellung von Katalysatortinten und Beschichtungsverfahren wie Schlitzdüse, Siebdruck und Rotationssiebdruck zum Aufbringen der Tinte. Wir führten Ex und In situ Analysen durch, um alle Prozesse bei der Herstellung der Katalysatorschichten zu verstehen. | Laufzeit: 01/2021 - 12/2024

High-temperature manufacturing industries are energy-intensive, operating furnaces at over 1000 °C continuously, leading to substantial waste heat. In glass production, up to 60% of energy is wasted, and in cement production, 44% is lost as waste heat. The waste heat recovery market, currently valued at €57 billion and growing at 9% annually, is projected to reach €108 billion by 2028. High-temperature industries (>1000 °C) account for only 3% of this market (€3.2 billion). Despite their high operating temperatures, downstream processes below 800 °C offer significant waste heat recovery potential. Waste heat can be recovered from cooling grates, furnace walls, and flue gases. However, the lack of technology capable of handling high temperatures in volatile environments and the complexity and cost of conventional systems like steam turbines hinder heat recovery adoption. | Laufzeit: 05/2024 - 04/2027

Dieses Projekt baut auf den Erfolgen der ersten beiden Teilprojekte auf und zielt darauf ab, die „FFB Fab“ auszubauen. Ziel ist die Minimierung von Energie- und Ressourcenverbrauch, um eine nachhaltigere sowie wirtschaftlichere Produktion von Lithium-Ionen-Batteriezellen in Europa zu ermöglichen. Die Forschung hat ergeben, dass etwa 80 % des Energieumsatzes in der Zellfertigung auf die Betriebskosten der Rein- und Trockenräume sowie der Elektrodenfertigung entfallen. Wir arbeiten an innovativen Ansätzen, die den CO2-Fußabdruck signifikant reduzieren. Dabei werden neueste Erkenntnisse in die gesamte Wertschöpfung integriert, um die Qualität zu erhöhen und Kosten zu senken. Begleiten Sie uns auf dem Weg zu einer effizienten und ressourcenschonenden Batteriezellproduktion | Laufzeit: 09/2022 - 08/2027

Kerngeschäft des Fraunhofer ISE ist die Entwicklung der nächsten Solarzellengenerationen. Dabei haben Tandemsolarzellen, integrierte Photovoltaik und nachhaltige Produktion höchste Priorität. Das Projekt »Kumelle« adressiert die Entwicklung von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen, hohe Solarzellenwirkungsgrade von über 30 % und Kupfermetallisierungen anstelle von teurem und immer knapper werdendem Silber. Damit ist das Projekt vollständig mit den Kernzielen des Fraunhofer ISE abgestimmt. Neben der evolutionären Weiterentwicklung des Flachbett-Siebdruckes als Stand der Technik in der Produktion steht in enger Kooperation mit dem Konsortialführer acp systems AG die revolutionäre Entwicklung eines neuen Druckverfahrens im Vordergrund (FlexTrail), welches Vorteile hinsichtlich Ressourceneffizienz, minimale Strukturbreite, Materialflexibilität und Produktivität impliziert. Daneben wird ein materialgetriebener Lösungsansatz verfolgt mit dem Ziel zellcharakteristische Leistungsparameter mit materialspezifischen Kenngrößen zu korrelieren und so ein tiefes Verständnis zu den verwendeten Prozesse aufzubauen. | Laufzeit: 05/2024 - 04/2027

Das Projekt »HYPAT« entwickelt einen globalen Wasserstoff-Potenzialatlas. Erstmals werden mögliche Partnerländer Deutschlands für eine kooperative grüne Wasserstoffwirtschaft, einschließlich der geeignetsten Produktionsregionen für eine gesicherte, ökonomische und ökologisch nachhaltige Versorgung, umfassend identifiziert. | Laufzeit: 03/2021 - 08/2024

Im Verbundvorhaben »FIHLS« wurden haustechnische Komponenten für die einfache Integration in die Dämmebene der Gebäudehülle erforscht, entwickelt und angepasst. Der Fokus lag dabei auf der Sanierung von Wohngebäuden sowie auf der Minimierung der Eingriffe in die Gebäudesubstanz. In Verbindung mit Niedrigexergiesystemen zur Wärmeversorgung bietet sich so ein äußerst sinnvoller technischer Sanierungsansatz. Erforderlich ist hierfür die Entwicklung von minimalinvasiven Sanierungsmethoden mit der Integration von Heizungs- und Lüftungskomponenten in der Fassade, angepassten Heizflächen und auch die Integration dezentraler Wohnungslüftungssysteme. In diesem Projekt wurden neuartige Verteilsysteme in Kombination mit der Gebäudehüllensanierung untersucht, darunter Dämmelemente, Aufnahmeelemente für Fenster, zentrale- und dezentrale Lüftungsgeräte und Verteilsysteme in der Fassade. | Laufzeit: 06/2016 - 04/2020

Ein intelligentes Energiemanagement in smarten Wohn- und Gebäudeumgebungen kann einen Beitrag zur Energiewende leisten, beispielsweise indem es durch gesteuerten Verbrauch die Nutzung erneuerbarer Energien erhöht oder Flexibilitätspotenziale für das System bereitstellt. Das zentrale Ziel des Forschungsprojektes FAME4ME besteht darin, die Einsatzmöglichkeiten künstlicher Intelligenz (KI) in Bezug auf zukünftige Energiedienstleistungen für private Endkundinnen und Endkunden zu untersuchen, die sich mit Themen wie Smart Meter, Energiemanagement und zeitvariablen Stromtarifen beschäftigen. Das Projekt wird vom BMWK im Rahmen des Förderprogramms SmartLivingNEXT unterstützt. | Laufzeit: 02/2024 - 07/2026

Ziel des öffentlich geförderten Forschungsvorhabens »Utility4Indium« ist die Entwicklung eines Solarmoduls, das speziell für Großkraftwerke konzipiert ist. Bei Großkraftwerken stehen niedrige Stromgestehungskosten (LCOE) besonders im Vordergrund. Aufgrund niedriger Modulpreise kommen in Großkraftwerken heute vorwiegend Module aus chinesischer Herstellung zum Einsatz. Um solche Module wieder in Deutschland und Europa zu fertigen und damit unseren Wirtschaftsstandort zu stärken, ist das Ziel im Forschungsvorhaben »Utility4Indium« die Entwicklung eines kosteneffizienten, langlebigen und hochleistungsfähigen Moduls für Großkraftwerksanwendungen.| Laufzeit: 05/2022 - 04/2025

Die Netzanschlussrichtlinien schreiben vor, dass Erzeugungseinheiten (EZE) Netzfehler ohne Abschaltung durchfahren müssen, wobei das Verhalten der EZE während dieser definiert ist. Für den transienten Zeitbereich unmittelbar nach Fehlereintritt und -klärung existieren bislang keine Anforderungen. Da das Verhalten infolge dieser Transienten aktuell nicht geprüft wird, können sich EZE aufgrund der Transienten fehlerhaft verhalten oder sich sogar abschalten. In Zukunft ist dies umso kritischer da das Verhalten des Netzes durch einen immer größeren Anteil leistungselektronischer Erzeugung an der Gesamterzeugung mehr und mehr durch das Verhalten der EZE definiert wird. Das gilt insbesondere für netzbildende Stromrichter, welche in Zukunft für die Aufrechterhaltung der Netzstabilität notwendig sind. | Laufzeit: 10/2023 - 09/2026