"Mai 2018 - Projekt CHEETAH erfolgreich beendet: in Richtung Zukunft der Photovoltaik durch europäische Zusammenarbeit"

Im März 2018 hat die Abteilung „Schichten und Nanostrukturen“ des Leibniz-Institutes für Kristallzüchtung (IKZ) das EU-Projekt CHEETAH erfolgreich abgeschlossen. Dieses, mit dem 7. Europäischen Rahmenprogramm geschaffene wissenschaftliche Verbundprojekt, förderte über 4 Jahre die Entwicklung von neuartigen Photovoltaiktechnologien in allen Stadien der Wertschöpfungskette. Ziel war es, ein neues Verfahren zu entwickeln, welches die Kosten durch Materialeinsparung reduziert und den Wirkungsgrad erhöht im Vergleich zur bestehenden multi- und polykristallinen Siliziumtechnologie. Das Projekt bündelte die Kompetenzen von 33 Mitglieds-einrichtungen der Europäischen Energieforschungsallianz (EERA), zu denen auch das IKZ zählt.

In unserer Abteilung erfolgte zum einen die Züchtung von einkristallinen Si-Schichten auf dünnen Folien aus reorganisiertem, porösem Silizium und auf Glas  (Abb. 1). Diese haben potentielle Vorteile gegenüber den herkömmlichen Si-Wafern und könnten in Solarzellen eingesetzt werden. Zum anderen wurde eine Methode entwickelt, um an definierten Orten auf einem Glassubstrat inselartige Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (Cu(InxGa1-x)Se2)-Mikrokristalle (ca. 50 µm) aufzuwachsen. Diese sind die Basis für die Entwicklung von kostengünstigen CIGSe-Mikrokonzentrator-Solarzellen.


Neben den Forschungsaktivitäten spielten bei CHEETAH auch die europäische Nachwuchsförderung sowie der Aufbau eines Netzwerkes zu langfristigen Kooperationsbeziehungen eine wichtige Rolle. Im Rahmen des Projektes konnten zwei Postdoc-Stellen finanziert werden am IKZ. Darüber hinaus konnte fünf Nachwuchswissenschaftlern die Möglichkeit geboten werden, kurze Forschungsaufenthalte zu realisieren, wobei deren Ergebnisse auf Workshops und Konferenzen in den Partnerinstitutionen sowie in den USA, Singapur und Japan präsentiert werden konnte.

Unmittelbare Forschungspartner des IKZ für die Entwicklung von Dünnschicht-Siliziumsolarzellen waren IMEC (Belgien), INES (Frankreich), SINTEF (Norwegen), ECN (Niederlande) und ISE (Deutschland). Bei der Entwicklung von CIGSe-Mikrokonzentrator-Solarzellen kooperierte das IKZ mit ENEA (Italien), der Universität Estland, INL (Portugal) sowie dem Helmholtz-Zentrum und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) aus Berlin, Deutschland.

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fig2 solarcell klein

Abb. 1: Prinzip des Aufwachsens einer Si-Epitaxieschicht auf reorganisiertem porösem Si

 

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