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Europäisches Konsortium entwickelt Perowskit-CIGS-Tandemmodule für verteilte Photovoltaik
Ein europäisches Projekt zielt darauf ab, flexible Tandem-Perowskit-CIGS-Solartechnologie zu entwickeln, um 25 % effiziente 100 cm2-Module mit einer Vielzahl von Substraten für dezentrale Photovoltaikanwendungen herzustellen. Das Projekt beinhaltet den Einsatz von Prozessen, die für die Rolle-zu-Rolle-Produktion skalierbar sind.
Ein europäisches Konsortium entwickelt flexible Tandemmodule auf Basis von Perowskit und Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (CIGS) für Anwendungen in Wohngebäuden, Gewerbegebäuden, in Fahrzeuge integrierten Photovoltaikanlagen (VIPV) und Agrivoltaik.
Die dreijährige Initiative, die von der Universität Innsbruck koordiniert wird, ist als Solmates bekannt, kurz für Scaleable High-Power Output and Low-Cost Made-to-Measure Tandem Solar Modules Enabling Specialized PV Applications. Es wird mit 5 Millionen Euro von Horizon Europe gefördert und im Dezember 2023 gestartet.
Die 2-poligen monolithischen Tandemzellen sollen auf drei Arten flexibler Substrate hergestellt werden: ultradünnes Glas, Stahl und Polyimid. Das Projekt erfordert Roll-to-Roll-Herstellungsprozesse.
Die Zielpanelgröße für das Projekt beträgt 100 cm2 mit mindestens 25 % Wirkungsgrad. Die Tandemzellen mit einer CIGS-Unterzelle mit schmalem Bandabstand und einer Perowskit-Oberzelle sollen 1 cm2 große Geräte im Labormaßstab mit mindestens 30 % Wirkungsgrad sein. Darüber hinaus ermöglicht eine „einzigartige serielle Verschaltung“ Flexibilität hinsichtlich Modulform, -größe und Ausgangsspannung.
„Vier Partner arbeiten an der Unterzelle und vier an der Oberzelle. Sie verwenden unterschiedliche Herstellungsmethoden und verfügen über komplementäres Fachwissen zur Herstellung auf verschiedenen Substraten“, sagte Bert Stegemann, Projektleiter an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin in Deutschland, gegenüber pv magazine. „Durch die Beteiligung mehrerer PV-Lieferanten im Konsortium können wir Synergien nutzen und unterschiedliche technologische Ansätze integrieren.“
Die vor etwas mehr als einem Jahr gegründete Solmates-Gruppe arbeitet an der Optimierung der optoelektronischen Stapeleigenschaften, der Handhabung der flexiblen Substrate sowie an Abscheidungsprozessen und der Strukturierung aller für die Tandemstruktur erforderlichen Schichten.
„Die ersten wichtigen Meilensteine sollen im Mai 2025 erreicht werden. Dazu gehören die Lebenszyklusanalyse, die Prozessentwicklung für die Laserstrukturierung und Serienverschaltung, die Optimierung der Perowskit-Bandlücke und die Entwicklung von Recyclingstrategien“, so Stegemann.
Es wird ein kostengünstiger Rolle-zu-Rolle-Prozess entwickelt, der eine Inline-Qualitätskontrolle umfasst. Solche industriekompatiblen Produktionsmethoden positionieren die Technologie für eine spätere Skalierung. Darüber hinaus umfasst das Arbeitspaket eine Recyclingstrategie und eine Überprüfung der Endanwendungen, die ökologische, soziale und wirtschaftliche Vorteile bieten.
Zu den Teilnehmern gehören das in Deutschland ansässige Materialunternehmen Solaveni, eine Tochtergesellschaft des in Polen ansässigen Unternehmens Saule Technologies, das italienische Perowskit-Startup Greatcell Solar Italia Societa' A Responsabilita' Limitata (jetzt bekannt als Halocell Europe), der in der Schweiz ansässige Labormaterialspezialist Solaronix und zwei in Österreich ansässige Unternehmen: DePro Control, ein Anbieter von Vakuumabscheidungstechnologie, und Sunplugged Solare Energiesysteme, ein CIGS-Spezialist.
Darüber hinaus nehmen die folgenden Forschungsgruppen teil: Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie und Humboldt-Universität zu Berlin, HTW Berlin University of Applied Sciences, Niederländische Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung (TNO), Oxford Brookes University mit Sitz in Großbritannien, Semilab Felvezeto Fizikai Laboratorium Zartkoruen Mukodo Reszvenytarsasag (Semilab) in Ungarn, Universität Rom Tor Vergata, Universität Innsbruck und Korea Institute of Energy Research (KIER).
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