Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
»Unsere Sonne liefert mehr Energie als die Menschheit zu ihrer Versorgung je nutzen kann. Die Entwicklung und Bereitstellung von Technologien zur Nutzung dieser kostenlosen Energiequelle ist maßgeblich für unsere Zukunft.«
Dr. Volker Sittinger, Abteilungsleiter am Fraunhofer IST
Die zukünftige Energieversorgung der Welt wird auf Photovoltaik und Windenergie beruhen. Die Photovoltaik ist dank der siliziumbasierten Solarzellen mittlerweile eine der in Abhängigkeit vom Standort günstigsten Stromquellen weltweit.
So liegen gemäß des World Energy Outlooks 2020 der International Energy Agency IEA die Stromgestehungskosten mit Photovoltaik innerhalb Europas zwischen 2,7 und 5,4 Cent / kWh für große Freiflächenanlagen1. Hocheffiziente Solarzellen sind dadurch strategisch eines der wichtigsten optoelektronischen Bauelemente der Zukunft.
Die neuesten Generationen beruhen auf dem Einsatz der Vakuumtechnologie zur Erzeugung nahezu defektfreier Grenzflächen mit optimierter optoelektronischer Anpassung an den photovoltaischen Absorber.
Die Weiterentwicklung der Zelltechnologie zu höheren Effizienzen ist notwendig, um sinkende Stromgestehungskosten und Materialkosten und dadurch flächenbezogene Skalierungseffekte zu ermöglichen. Vielversprechende neue Zelltechnologien sind die auf den etablierten Silizium- und CIGS-Technologien aufbauenden Tandemsolarzellen in Verbindung mit Perowskit als weiterem Absorbermaterial. Tandem-Solarzellen sind sehr komplex aufgebaut. Sie bestehen aus einer Vielzahl hauchdünner Kontaktschichten, die unter, zwischen und auf den beiden Absorbern abgeschieden werden.
Am Fraunhofer IST verfügen wir über umfangreiches Know-how auf dem Gebiet der Vakuumtechnologien, das wir hier nutzen, um hocheffiziente Prozesse und gleichzeitig exzellente Schichteigenschaften für z.B. transparente leitfähige Schichten, Tunnel- und Frontkontakte oder Loch- und Elektronenkontaktschichten zu realisieren.
Die Aufskalierung der Technologien ist ein weiterer Schwerpunkt unserer Arbeiten. Unsere Kunden und Partner profitieren nicht nur von unseren Kompetenzen bei der Entwicklung von Schichten für die Photovoltaik oder bei der Simulation zur Prozessoptimierung, sondern auch von unserer Messtechnik zur Qualitätssicherung und -kontrolle. Darüber hinaus führen wir Ökobilanzierungen durch und gestalten den gesamten Produktlebenszyklus im Hinblick auf Nachhaltigkeit im Rahmen unseres Life Cycle Engineerings.
1IEA World Energy Outlook 2020, p. 238, https://www.iea.org/