SolarDesign
Solardesign - On-the-fly alterable thin-film solar modules for design driven applications
- Laufzeit:
- 01.01.2013 - 31.12.2015
- Projektstatus:
- abgeschlossen
- Einrichtungen:
- Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften und Mechatronik
- Projektleitung:
- Prof. Dr. Heinz P. Huber
- Förderprogramm:
- 7. Forschungsrahmenprogramm 2007–2013 (FP7)
- Internationale Zusammenarbeit:
- ja
- Projektart:
- Forschung
Die Vision Photovoltaik (PV) als dezentralisierte und nachhaltige Energiequelle in den eigenen Produkten anzuwenden wird von tausenden Designern, Architekten und Produzenten weltweit geteilt. Im Prinzip kann Photovoltaik direkt in elektronische Geräte, Fahrzeuge und Gebäude integriert werden.
Aktuell ist die Entwicklung von Photovoltaik-Modulen noch primär von rein ökonomischen Gesichtspunkten getrieben, was zur Produktion von invariablen PV-Modulen führt, welche ausschließlich für großflächige Installationen verwendet werden. Zur Integration in Gebäudehüllen, Dachziegel oder elektronische Geräte sind diese Module aufgrund ihrer Starrheit und elektrischen Beschränkungen ungeeignet. Selbst Firmen, welche Lösungen für diese Anforderungen bereitstellen könnten (flexible Dünnschicht PV-Firmen), bieten aufgrund der damit einhergehenden Rüstzeiten keine kundenspezifische PV-Module.
Das Projekt SolarDesign adressiert diese Hürden durch die Entwicklung von neuen Solarzellen-Materialien, Herstellungsprozessen und unterstützenden Aktionen um die Kommunikation in der Wertschöpfungskette zu verbessern.
Eine Schlüsseltechnologie ist dabei ein neuer Prozess zur monolithischen Verschaltung der Dünnschichtsolarzellen, welcher die Produktion der Dünnschichtmodule vereinfacht und die Einstellung wesentlicher Eigenschaften eines PV-Moduls „on-the-fly“ erlaubt ohne dabei übermäßige Rüstzeiten zu erfordern.
Der Prozess erlaubt die Einstellung der elektrischen Eigenschaften des PV-Moduls on-the-fly ebenso wie die Produktion von vollständig kundenspezifischen Modulen in Hinblick auf Größe, Form und Muster des Moduls. Die optimierte Solarzellen-Performance in Kombination mit der Biegsamkeit des PV-Moduls, welche durch die Verwendung von flexiblen Substraten und Verkapselungen gegeben ist, bietet die notwendige Variabilität und Leistungsfähigkeit für designgetriebene Solarzellen-Lösungen. Basierend auf der innovativen Dünnschicht-Technologie werden optimierte Solarzellen und –module für verschiedene Anwendungsgebiete entworfen und die damit verbundenen notwendigen Anpassungen von neuen Materialien und Prozessparametern erforscht.
Das neue PV-Material wird in neuen designgetriebenen Prototypen implementiert, welche von solargetriebenen mobilen elektronischen Geräten über solar betriebene Beleuchtung und gebäudeintegrierte PV bis hin zu smarten Textilien reichen.
Aufgabenbereich des Laserzentrums der Hochschule München
Die Aufgabe des Laserzentrums der Hochschule München besteht darin, ein Prozessfenster für die Laserstrukturierung der Dünnschicht-Solarzellen zu bestimmen, welches die monolithische Verschaltung ermöglicht. Dieses Ziel wird über die Untersuchung des Abtrags von Dünnschichtsystemen erreicht. Effekte von verschiedenen Laserfluenzen, Wellenlängen, Pulsdauern, des Pulsüberlapps und verschiedener Spotgrößen auf die Selektivität der Prozesse werden erforscht. Intensive Forschung wird bei der Separation des Rückkontakts benötigt, bei der das Substrat nicht beschädigt werden darf. Simulationen der Energieeinkopplung und Wärmeverteilung in den jeweiligen Filmen werden parallel zur experimentellen Prozessoptimierung durchgeführt. Die Abtragsparameter werden in Abhängigkeit der Abscheidebedingungen der Dünnschichten validiert.
Projektförderung
Adressierte Nachhaltigkeitsziele (SDGs)
