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Bei den biegsamen Dünnschichtzellen muss die Homogenität der Flächen genau analysiert werden.
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Im Sonnensimulator testen die Forscher mit Blitzlicht und bei unterschiedlichen Temperaturen die Effizienz kommerzieller Module
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Im Physiklabor misst dieses LED-basierte Hochgeschwindigkeitsgerät die Empfindlichkeit einer Solarzelle für unterschiedliche Lichtspektren.
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Aus einer Hand voll Sand

Das Forschungszentrum Jülich hat ein neues Photovoltaik-Technikum. Auf einer Fläche von 560 Quadratmetern bietet das Labor modernste Möglichkeiten, um Dünnschichtsolarmodule aus Silizium zu testen und weiterzuentwickeln. Der 2,1 Millionen Euro teure Neubau ist ausgestattet mit chemischen und physikalischen Messräumen.

„Aus einer Hand voll Sand machen wir 25 Quadratmeter Solarzellen.“ Das ist das Motto der Forscher für ihre Jülicher Silizium-Dünnschicht-Technologie. Im Photovoltaik-Technikum haben die Wissenschaftler erstmals die Möglichkeit, Module bis zu einer Größe von 1,4 Quadratmetern auf Alterung, Lichtempfindlichkeit und Defekte zu überprüfen. Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie entwickeln sie neue Beschichtungs- und Herstellungsprozesse.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat den Neubau mit 1,35 Millionen Euro gefördert – als Beitrag für den Erhalt der Spitzenposition der deutschen Forschung. Durch frühzeitige Kooperationen mit der Industrie sollen Herstellungskosten gesenkt und Wirkungsgrade gesteigert werden, um Investitionen und Industrie im Land zu halten. Zur Eröffnung wünschte Prof. Hans-Joachim Queisser als Pionier der Photovoltaik viel Glück. Die wirtschaftlichen Zwänge seien sehr hoch. Man forsche hier nördlich des 50. Breitengrades und China sei auf großen Flächen südlich des 30. Breitgrades unterwegs.

Die Arbeiten der 110 Mitarbeiter des Instituts für Energieforschung im Bereich Photovoltaik konzentrieren sich auf die Entwicklung von Stapelsolarzellen aus amorphem und mikrokristallinem Silizium. Für diese Solarzellen werden transparente, leitfähige Kontaktschichten entwickelt, die durch ihre Mikrotextur für einen besonders effektiven Lichteinfang sorgen. Als zukunftsweisendes Thema bearbeitet das „IEK-5“ alle Aspekte von Nanotechnologie im Bereich der photovoltaischen Energiewandlung – zum Beispiel nano-optische Komponenten zum verbesserten Lichteinfang in Solarzellen oder nano-strukturierte Materialien als funktionale Elemente, wie etwa neuartige Kontakt- oder Absorberschichten.

Günstige Produktion

Seit 1990 wird in Jülich mit amorphem und mikrokristallinem Silizium geforscht. Im Gegensatz zu weit verbreiteten Silizium-Wafern erlaubt es eine energie- und damit kostensparende Solarzellenproduktion. Der Bereich Photovoltaik gehört zu den weltweit größten und führenden Forschungsinstituten im Sektor der Silizium-basierten Dünnschichtphotovoltaik. Das Institut arbeitet mit zahlreichen nationalen und internationalen Partnern aus Hochschulen, Forschungseinrichtungen und der Industrie sowohl an der konsequenten technologischen und wissenschaftlichen Weiterentwicklung von Siliziumdünnschicht-Solarmodulen, als auch an neuen physikalischen Konzepten der photovoltaischen Energiewandlung. In Ergänzung zur grundlagenorientierten Materialforschung nimmt die erfolgreiche industrielle Umsetzung eine zunehmende Rolle ein.

(ph)

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