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FORSCHUNGS- BEREICH

Photovoltaik

Im Forschungsbereich Photovoltaik arbeitet MATERIALS an der Weiterentwicklung von etablierter Photovoltaik (Silizium oder CIGS basiert). Die konkreten Forschungsthemen zielen zum einen auf die Effizienzsteigerung mittels intelligenter Lichtlenkung in Modulen und zum anderen auf neue Technologien zur effizienten Farbgebung von Solarzellen und Solargläsern, um einen größeren Gestaltungsspielraum für Bauwerksintegrierte Photovoltaik (BIPV) zu geben. Für BIPV Anwendungen erforscht das Experten-Team von MATERIALS unter anderem Laser- und Druckprozesse um die Gestaltung der elektrischen Verschaltung flexibler zu machen und Teiltransparenz speziell bei Siliziumsolarzellen zu ermöglichen. Aktuelle Arbeitsschwerpunkte liegen in folgenden Bereichen:

  • Minimierung der optischen Verluste in Photovoltaikmodulen mit Standardsolarzellen  durch lichtlenkende Folien und lasergenerierte Volumenoptiken
  • Modifikation der farblichen Erscheinung von Standardsolarzellen bei minimalem Leistungsverlust
  • Beschichtungstechnologien für Gläser zur Modifikation der Farbe und ästhetischen Erscheinung bei maximaler Transmission
  • Drucken von elektrischen Serien-Verschaltungen von Solarzellsegmenten (z.B. für CIGS)
  • Erzeugen von Teiltransparenz in Standardsolarzellen mittels hochpräziser Laserbearbeitung (Erzeugung von Löchern und Ausnehmungen) ohne Beeinträchtigung der elektrischen Eigenschaften der Solarzellen.
Glasbeschichtungen für Solargläser zur ästhetischen Modifikation bei hoher Transparenz

Nachträgliches Färben von Standard-Silizium-Solarzellen mittels effizienter Beschichtung

Reduzierung optischer Verluste in Photovoltaikmodulen mittels Integration von lichtlenkenden Folien

Neben der Weiterentwicklung etablierter Photovoltaiktechnologien forscht MATERIALS an Photovoltaikbauteilen auf Basis von organischen Materialien (OPV), sowie Perowskit- und Kesterit-Materialien. Konkreter Schwerpunkt ist die Optimierung von Device-Architekturen und die Elektrodenentwicklung für diese „neuartigen Photovoltaiktechnologien“. Das Hauptaugenmerk liegt hier aktuell in folgenden Bereichen:

  • Kostengünstige Elektroden basierend auf unkritischen und günstigen Materialien (z.B. Kupfer oder PEDOT:PSS)
  • Entwicklung von Laserprozessen zur elektrischen Kontaktierung und Verschaltung
  • Effizienzverbesserungen basierend auf diffraktiven und plasmonischen Strukturen
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