Analyse von Materialien für den Einsatz in erneuerbaren Energiesystemen

Thermowaage zur Bestimmung der Wasserdampf­aufnahme­kapazität großer Verbundproben in Abhängigkeit von Druck und Temperatur.

Zentrum für Materialcharakterisierung und Gebrauchsdaueranalyse

Im »Zentrum für Materialcharakterisierung und Gebrauchsdaueranalyse« bündelt das Fraunhofer ISE seine technischen Kompetenzen zur Prüfung und Vermessung einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien, die für die aktive und passive Nutzung der Solarenergie, Energiespeicherung und in der Gebäudetechnik eingesetzt werden.

Ein Schwerpunkt ist die umfassende Ermittlung der Materialeigenschaften. Wir verfügen über besondere Expertise für die Untersuchung von Halbleitermaterialien, Solarzellen, Photovoltaikmodulen, thermochemischen und porösen Materialien (z. B. Zeolithe), Phasenwechselmaterialien (PCM), Phasenwechselfluide (PCS), Polymeren sowie Beschichtungen auf Glas und Metallen. Wir entwickeln zudem geeignete, neue Methoden zur Materialcharakterisierung, insbesondere zerstörungsfreie Analyseverfahren.

Für die Untersuchung von Materialien unter Anwendungsbedingungen und verschiedenen Belastungsfällen, z. B. in unterschiedlichen Klimazonen, haben wir besondere Kompetenzen. Um die Leistungsfähigkeit und Gebrauchsdauer von Materialien in diesen verschiedenen Anwendungen abzuschätzen, nutzen wir Daten aus analytischen Messungen, dem Realbetrieb und aus beschleunigten Altersprüfungen. Wir erarbeiten zudem Modelle zur Berechnung des Materialverhaltens und der Degradation.

 

Technische Ausstattung

Materialcharakterisierung

Dilatometer

Differenzkalorimeter (10 μl bis 10 ml, -90 bis 700 °C)

Temperatur-Stufen-Kalorimeter (bis 100ml, -10 bis 180 °C)

Plattenapparatur (bis zu 50 cm x 50 cm) zur Bestimmung der temperaturabhängigen Wärmekapazität

Laser-Flash- und Hitzdraht-Apparturen zur Bestimmung der Wärme- und Temperaturleitfähigkeit (-90 °C bis 500 °C)

Lock-in-Thermographie und Elektrolumineszenz

BET-Porosimetrie zur Ermittlung von Porenstruktur und Oberfläche hochporöser Materialien

Röntgendiffraktometer (XRD) zur Kristallstrukturbestimmung

Konfokales Raman-Mikroskop mit AFM

Rotationsrheometer zur Bestimmung des Fließverhaltens von Materialien im Temperaturbereich -20 °C bis 600 °C

Massenspektrometer für die temperaturabhängige Ermittlung der Permeationseigenschaften von Barrierematerialien

FT-IR-Spektrometer mit integrierenden Kugeln (UV/Vis, IR)

Photolumineszenz-,Thermographie- und elektrische Verfahren für die ortsaufgelöste und quantitative Analyse von Siliciummaterialqualität und Solarzellen


Gebrauchsdaueranalyse

Freibewitterungsanlagen mit umfassendem Monitoring in verschiedenen Klimazonen

Temperaturwechselprüfungen von PCM und hydrothermales Zyklieren von Adsorbens-Verbundproben

Prüfaufbauten zur Degradationsuntersuchung von Materialien und Komponenten für HL-Materialien, Solarzellen und Module