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Die nächste Generation von Solarzellen wird erheblich zu einer nachhaltigen Stromversorgung im weltweiten Maßstab beitragen. Für aktuelle Technologien wie PERC (Passivated emitter and rear cell), die dabei im Fokus stehen, hat ein Team des Fraunhofer-Centers für Silizium-Photovoltaik CSP jetzt einen Wirkmechanismus erforscht, mit dem Hochleistungszellen optimiert werden können.

Eine automatisierte und messdatenbasierte Prozesssteuerung als neuer Weg zu einer Photovoltaik-Industrie 4.0: Mit einer industrienahen Plattform, die die Möglichkeit des Zusammenspiels von statistischer Qualitätskontrolle sowie neuen Ansätze zu daten-basierten Prozessanalysen bietet, will das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP technologische Entwicklungen in der internationalen Photovoltaik für wettbewerbsfähige Produktionsprozesse aus Deutschland vorantreiben.

Die Verschmutzung von Solarmodulen durch Staub und Sand bringt erhebliche Ertragseinbußen beim zunehmenden Einsatz von Photovoltaikanlagen in Wüstenregionen mit sich. In seiner Doktorarbeit hat Dr. Klemens Ilse vom Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS die Ursachen erforscht, die Größenordnungen analysiert und Lösungsstrategien entwickelt. Dafür wurde er mit dem Werkstoffpreis der Schott AG ausgezeichnet.

Mehr Daten, mehr Zusammenarbeit, mehr Möglichkeiten für die Photovoltaik: Mit einer neuartigen Plattform zur Untersuchung der Leistung und Zuverlässigkeit von Solaranlagen in unterschiedlichen Umgebungen und Klimazonen weltweit wird eine wichtige Grundlage für eine noch breitere und effizientere Nutzung von Sonnenenergie geschaffen. Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle (Saale) gehört zu den Gründungsmitgliedern.

Die Laser-Induzierte Plasmaspektro­skopie, auch als Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) bezeichnet, bietet als innovatives optisches Oberflächenanalyseverfahren ein breites Anwendungsspektrum. Mit dieser Messmethode ist es möglich, die Elementzusammensetzung von festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen berührungslos zu bestimmen. Am Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle (Saale) wird die LIBS-Technologie in Kombination mit leistungsfähigen Auswertungsalgorithmen eingesetzt, um sehr schnell präzise Multi-Elementanalysen durchzuführen. In einer kürzlich veröffentlichten Studie, in der die Ermittlung des Fluorverlusts beim Schmelzen bioaktiver Gläser und Glaskeramiken untersucht wurde, bewiesen die Mitarbeitenden des Fraunhofer CSP die Leistungsstärke der LIBS.

Das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle (Saale) gehört zu den innovativsten Unternehmen und Forschungseinrichtungen in Deutschland. Das ist das Ergebnis von Befragungen unter Branchen- und Innovationsfachleuten, die das Wirtschaftsmagazin »Capital« in Zusammenarbeit mit dem Marktforschungsdienstleister »Statista« durchgeführt hat. Auch das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP hat es mit Bestwertung in dieses Ranking geschafft.

Eine effiziente und verlässliche Methodik für die Zuverlässigkeits- und Lebensdauer-Vorhersage von Wechselrichtern für Photovoltaik und Batteriespeicher-Anwendungen will das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS gemeinsam mit Partnern im Projekt »Reliability Design« entwickeln. Das könnte erheblich zur Kostenreduktion der Energieerzeugung beitragen.

Für seine eingereichte Doktorarbeit zur Aufklärung der Prozesse bei Verunreinigungen auf Photovoltaik-Modulen ist Klemens Ilse vom Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle (Saale) mit dem Nachwuchspreis der Heinz-Bethge-Stiftung für angewandte Elektronenmikroskopie ausgezeichnet worden. Seine Erkenntnisse können dazu beitragen, den Stromertrag, insbesondere von Solarmodulen in Wüstengebieten, zu steigern.

Solarzellen mit höchsten Wirkungsgraden liefern Strom kostengünstig und verbrauchen dabei weniger Fläche und Ressourcen. Sie ermöglichen auch neue Produkte, wie Elektroautos, die sich über Solarzellen aufladen lassen. Der Wirkungsgrad von Siliziumsolarzellen lässt sich aufgrund von physikalischen Grenzen nicht mehr beliebig steigern. Mit Tandemsolarzellen aus mehreren lichtabsorbierenden Schichten sind dagegen Wirkungsgrade von über 35 Prozent möglich, weshalb sie im Fokus der aktuellen Solarzellenforschung stehen. Im Fraunhofer-Leitprojekt »MaNiTU« entwickeln sechs Fraunhofer-Institute nachhaltige, höchsteffiziente und kostengünstige Tandemsolarzellen auf Basis neuer Absorbermaterialien.

Wie Messergebnisse und Big Data zur Qualitätssicherung in der Solarindustrie beitragen können, diskutieren internationale Experten vom 22.-24. Oktober 2019 bei den PV Days am Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle (Saale). Erstmals bietet die Fachtagung einen Ideenmarktplatz, auf dem Unternehmen innovative Ansätze für neue Technologien mit weiteren Photovoltaik-Fachleuten diskutieren können.