Entwicklung einer billigeren, alternativen Solarzelle für Europa
Angesichts des Klimawandels und der CO2-Emissionen, die weltweit auf dem Höchststand sind, wird der Bedarf an erneuerbaren Energietechnologien nun kritisch. Doch um eine breite Marktakzeptanz zu finden, müssen diese neuen Technologien billiger, für die Massenproduktion geeignet und einfach zu implementieren sein. Letztlich muss ein Gleichgewicht gefunden werden zwischen der Minimierung der Treibhausgasemissionen, dem angestrebten Wirtschaftswachstum und der Lebensqualität. Das EU-finanzierte Projekt SCALENANO ("Development and scale-up of nanostructured based materials and processes for low-cost high-efficiency chalcogenide-based photovoltaics") will hocheffiziente Photovoltaik-(PV)-Zellen auf der Grundlage von Alternativen zur Standard-Silizium-Technologien produzieren. Eine PV- oder Solarzelle ist eine elektrische Vorrichtung, die Lichtenergie direkt in elektrischen Strom umwandelt. Professor Alejandro Perez-Rodriguez vom katalonischen Institut für Energieforschung und Projektkoordinator von SCALENANO sagt, die Forscher stützen sich auf chemische Prozesse, die, im Gegensatz zu den meisten industriellen Technologien, keine komplexen und sehr teuren Mechanismen und Ausrüstungen benötigen. "Durch die Entwicklung von Dünnschicht-Technologien werden hohe Wirkungsgrade und eine signifikante Senkung der Fertigungskosten möglich", sagt er. SCALENANO, so Professor Perez-Rodriguez, werde innovative Prozesse auf der Basis der galvanischen Abscheidung von nanostrukturierten Vorstufen sowie alternative Verfahren mit sehr hoher Durchsatzleistung und Verarbeitungsraten anwenden. Dazu gehören Drucktechniken mit neuartigen Nanopartikel-Tintenformulierungen und neue kostengünstige Abscheidungstechniken. "Um unsere ehrgeizigen Ziele zu erreichen, erforschen wir neue Konzepte für den Zellenaufbau auf der Basis von nanostrukturierten Zinkoxidschichten", sagt er. "Um den Ertrag und die Zuverlässigkeit des neuen Herstellungsverfahrens zu verbessern, werden Techniken für die Qualitätsbewertung und Prozessüberwachung entwickelt. Hierbei handelt es sich um zerstörungsfreie Verfahren, die relevante Informationen, wenn möglich in Echtzeit, bereitstellen können, während wir mit der Herstellung der Solarzellen und -module fortfahren." Nach achtzehn Monaten der vorgesehenen 42 Monate Projektlaufzeit seien laut Professor Perez-Rodriguez bereits einige interessante Ergebnisse erreicht worden. Die Forscher haben die Skalierbarkeit der Galvanisierungsverfahren für die Synthese von sehr homogenen großflächigen Dünnschicht-Chalcogenid-Absorbern nachgewiesen. Sie haben bereits mittlere Solarmodule mit einem Wirkungsgrad von bis zu 15,4 Prozent hergestellt. Er fügt hinzu: "Inzwischen haben wir auch skalierbare Wege für die Synthese von Nanopartikeln definiert, die in Tinten für die Solarzellenvorläuferfertigung mit sehr schnellen und einfachen Druckverfahren eingesetzt werden sollen. Diese sind den Tinten für den Zeitungdruck sehr ähnlich." Die Forscher haben auch Verfahren ermittelt, einschließlich der chemischen Badabscheidung (Chemical Bath Deposition) und einer neuen Technik der sogenannten durch elektrostatisches Sprühen unterstützten Dampfabscheidung (ESAVD), für die Synthese von transparenten leitfähigen Oxid- (TCO)Schichten, einem wesentlichen Bestandteil der Solarzelle. Die Arbeit von SCALENANO könnte ein wichtiger Schritt zur Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien im Energiemix der EU sein und zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der Solarzellenhersteller beitragen. "Wir wollen zur Entwicklung eines neuen Energieserienmodells beitragen, was eine zentrale Herausforderung für das 21. Jahrhundert darstellt", sagt Professor Perez-Rodriguez. "Wettbewerbsfähige PV-Technologien ermöglichen dem durchschnittlichen Bürger selber zum Energieproduzenten zu werden, und damit wird der Weg zur eigenen Stromerzeugung geebnet. Dies wird definitiv zu einem stärker dezentralisierten Energiemodell beitragen, in dem Menschen eine aktive Rolle spielen." SCALENANO hat rund 7,5 Millionen Euro an EU-Mitteln erhalten und soll seine Arbeiten im Juli 2015 erfolgreich abschließen. Das Projekt ist ein aktives Mitglied des EU PV-Clusters, dem europäischen Projektverbund zur Nanotechnologie und Photovoltaik. Dies ist eine einzigartige und wichtige Initiative auf europäischer Ebene, die alle Projekte zur Photovoltaik zusammenführen möchte, um über Strategien in diesem Sektor zu diskutieren und die führende Rolle der Nanotechnologie zu unterstreichen. SCALENANO ist Gastgeber des zweiten Workshops und der Generalversammlung der EU PV Cluster (Barcelona, November 2013).Weitere Informationen sind abrufbar unter: SCALENANO http://www.scalenano.eu/ Projektdatenblatt EU PV Clusters http://www.eupvclusters.eu Catalonia Institute for Energy Research http://www.irec.cat/
Länder
Spanien
