Skip to main content
Erschienen in:

20.06.2024 | Originalarbeit

Crystalsol’s pulverbasierte Photovoltaik: Neue Aufgaben für dünne Schichten

verfasst von: Dieter Meissner

Erschienen in: BHM Berg- und Hüttenmännische Monatshefte | Ausgabe 7/2024

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Zusammenfassung

crystalsol’s auf Einkristall-Pulvern basierende gedruckte Photovoltaik-Modultechnologie enthält fünf Dünnschichten, die zusammen die durch Lichtabsorption im CZTS-Halbleiter-Einkristall entstehende Anregungsenergie in elektrische Spannung umwandeln. Diese müssen nicht nur sehr dünn und von hoher Qualität sein, sondern auch für das Rolle-zu-Rolle Drucken der Module geeignet sein und eine hohe Flexibilität des fertigen Moduls erlauben.
Dieser Beitrag berichtet über die neuesten Fortschritte dieser Technologie auf Basis von Kesterite-Materialien. Gezeigt wird der Grundriss eines völlig vakuumfreien Druckverfahrens für das Solarzellenpulver sowie für alle Kontaktmaterialien, das derzeit als Prototyp in unserem Labor aufgebaut wird. Wie sich bereits für die meisten Prozessschritte gezeigt hat, können auch handelsübliche Druckanlagen, wie sie im Siebdruck z. B. für Verkehrsschilder verwendet werden, direkt genutzt werden. Das Design einer Kreislaufwirtschaft (Cradle-to-Cradle) macht sie zur derzeit einzigen vollständig nachhaltigen PV-Technologie mit sehr geringen Materialverlusten und Energieeinsatz. Der wichtigste kommerzielle Vorteil ist die Möglichkeit, bereits in relativ kleinem Maßstab (MWp/a) zu sehr geringen Kosten zu produzieren, sodass sich diese Technologie auch besonders für Entwicklungsländer eignet, die an einer dezentralen Stromerzeugung in abgelegenen Gebieten interessiert sind.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
4.
Zurück zum Zitat Meissner, D.: Photovoltaics based on semiconductor powders. In: Méndez-Vilas, A. (Hrsg.) Materials and processes for energy, Energy Book Series #1. S. 114–125. Formatex Research Center,, Badajoz (2013). ISBN 978-84-939843-7‑3. https://core.ac.uk/download/pdf/62459956.pdf zuletzt geöffnet 21.4.2024. Meissner, D.: Photovoltaics based on semiconductor powders. In: Méndez-Vilas, A. (Hrsg.) Materials and processes for energy, Energy Book Series #1. S. 114–125. Formatex Research Center,, Badajoz (2013). ISBN 978-84-939843-7‑3. https://​core.​ac.​uk/​download/​pdf/​62459956.​pdf zuletzt geöffnet 21.4.2024.
10.
Zurück zum Zitat Mellikov, E., Hiie, J.: Effect of flux nature on the morphology of a recrystallized powder. Trudy Tallinskogo Politekh. Inst. 404, 119–126 (1976). in Russisch Mellikov, E., Hiie, J.: Effect of flux nature on the morphology of a recrystallized powder. Trudy Tallinskogo Politekh. Inst. 404, 119–126 (1976). in Russisch
11.
Zurück zum Zitat Mellikov, E.J.H.: Mechanism and kinetics of growth and morphology of cadmium sulfide crystals. Vses. Soveshch. Rostu Krist. 5th(1), 146–147 (1977). (in Russisch), Tezisy Dokl. Mellikov, E.J.H.: Mechanism and kinetics of growth and morphology of cadmium sulfide crystals. Vses. Soveshch. Rostu Krist. 5th(1), 146–147 (1977). (in Russisch), Tezisy Dokl.
13.
Zurück zum Zitat Hiie, J., Krunks, M., Mellikov, E., Veel, E.: Photoconductive cadmium sulfide and cadmium sulfide selenide (CdSxSe1‑x) layers for microwave range. Proc. 9th Int. Symp. Technical Committee on Photon-Detectors., S. 167–171 (1980) Hiie, J., Krunks, M., Mellikov, E., Veel, E.: Photoconductive cadmium sulfide and cadmium sulfide selenide (CdSxSe1‑x) layers for microwave range. Proc. 9th Int. Symp. Technical Committee on Photon-Detectors., S. 167–171 (1980)
14.
Zurück zum Zitat Hiie, J., Ilina, N., Kukk, P., Mellikov, E., Varema, T.: Cadmium sulfide monograin layers as detectors of visible and x rays. Proc. 9th Int. Symp. Technical Committee on Photon-Detectors., S. 172–174 (1980) Hiie, J., Ilina, N., Kukk, P., Mellikov, E., Varema, T.: Cadmium sulfide monograin layers as detectors of visible and x rays. Proc. 9th Int. Symp. Technical Committee on Photon-Detectors., S. 172–174 (1980)
15.
Zurück zum Zitat Altosaar, M., Valdna, V., Mellikov, E.: Proc. 9th Int. Symp. Technical Committee on Photon-Detectors., S. 175–179 (1980) Altosaar, M., Valdna, V., Mellikov, E.: Proc. 9th Int. Symp. Technical Committee on Photon-Detectors., S. 175–179 (1980)
16.
Zurück zum Zitat Altosaar, M., Hiie, J., Mellikov, E., Mädasson, J.: Recrystallization of CIS Powders in molten fluxes. Cryst. Res. Technol. 31, 505–508 (1996) Altosaar, M., Hiie, J., Mellikov, E., Mädasson, J.: Recrystallization of CIS Powders in molten fluxes. Cryst. Res. Technol. 31, 505–508 (1996)
22.
Zurück zum Zitat Kauk-Kuusik, M., Xiaofeng, L., Pilvet, M., Timmo, K., Grossberg, M., Raadik, T., Danilson, M., Mikli, V., Altosaar, M., Krustok, J., Raudoja, J.: Study of Cu2CdGeSe4 monograin powders synthesized by molten salt method for photovoltaic applications. Thin Solid Films 666, 15–19 (2018). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2018.09.025CrossRef Kauk-Kuusik, M., Xiaofeng, L., Pilvet, M., Timmo, K., Grossberg, M., Raadik, T., Danilson, M., Mikli, V., Altosaar, M., Krustok, J., Raudoja, J.: Study of Cu2CdGeSe4 monograin powders synthesized by molten salt method for photovoltaic applications. Thin Solid Films 666, 15–19 (2018). https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​tsf.​2018.​09.​025CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Timmo, K., Dolcet Sadurni, M., Pilvet, M., Muska, K., Altosaar, M., Mikli, V., Atlan, F., Guc, M., Izquierdo-Roca, V., Grossberg-Kuusk, M., Kauk-Kuusik, M.: Efficiency enhancement of Cu2ZnSnS4 monograin layer solar cells via absorber post-growth treatments. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 250, 112090 (2023). https://doi.org/10.1016/j.solmat.2022.112090CrossRef Timmo, K., Dolcet Sadurni, M., Pilvet, M., Muska, K., Altosaar, M., Mikli, V., Atlan, F., Guc, M., Izquierdo-Roca, V., Grossberg-Kuusk, M., Kauk-Kuusik, M.: Efficiency enhancement of Cu2ZnSnS4 monograin layer solar cells via absorber post-growth treatments. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 250, 112090 (2023). https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​solmat.​2022.​112090CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Gurieva, G., Rotaru, V., Ernits, K., Siminel, N., Manjón-Sanz, A., Kirkham, M., Perez-Rodrigues, A., Guc, M., Meissner, D., Schorr, S.: …to grind or not to grind? The influence of mechanical and thermal treatments on the Cu/Zn disorder in Cu2ZnSn(SxSe1-x)4 monograins. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 248, 112009 (2022). https://doi.org/10.1016/j.solmat.2022.112009CrossRef Gurieva, G., Rotaru, V., Ernits, K., Siminel, N., Manjón-Sanz, A., Kirkham, M., Perez-Rodrigues, A., Guc, M., Meissner, D., Schorr, S.: …to grind or not to grind? The influence of mechanical and thermal treatments on the Cu/Zn disorder in Cu2ZnSn(SxSe1-x)4 monograins. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 248, 112009 (2022). https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​solmat.​2022.​112009CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Larramona, G., Choné, C., Meissner, D., Ernits, K., Bras, P., Ren, Y., Martín-Salinas, R., Rodríguez-Villatoro, J.L., Vermang, B., Brammertz, G.: Stability, reliability, upscaling and possible technological applications of Kesterite solar cells. J. Phys. Energy 2, 24009 (2020). https://doi.org/10.1088/2515-7655/ab7ceeCrossRef Larramona, G., Choné, C., Meissner, D., Ernits, K., Bras, P., Ren, Y., Martín-Salinas, R., Rodríguez-Villatoro, J.L., Vermang, B., Brammertz, G.: Stability, reliability, upscaling and possible technological applications of Kesterite solar cells. J. Phys. Energy 2, 24009 (2020). https://​doi.​org/​10.​1088/​2515-7655/​ab7ceeCrossRef
29.
Zurück zum Zitat Edinger, S., Bansal, N., Rachmat Wibowo, A., Winkler, N., Illich, P., Zechmeister, A., Plessing, L., Meissner, D., Dimopoulos, T.: All solution-processed transparent front contact. Prog. Photovoltaics Res. Appl. 27, 547–555 (2019). https://doi.org/10.1002/pip.3122CrossRef Edinger, S., Bansal, N., Rachmat Wibowo, A., Winkler, N., Illich, P., Zechmeister, A., Plessing, L., Meissner, D., Dimopoulos, T.: All solution-processed transparent front contact. Prog. Photovoltaics Res. Appl. 27, 547–555 (2019). https://​doi.​org/​10.​1002/​pip.​3122CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Fraunhofer ISE: CalLab PV cells: proprietary calibration report 1002221CRY1118 (2019) Fraunhofer ISE: CalLab PV cells: proprietary calibration report 1002221CRY1118 (2019)
34.
Zurück zum Zitat McDonough, W., Braungard, M.: Cradle to cradle—remaking the way we make things. North Point Press, New York (2002) McDonough, W., Braungard, M.: Cradle to cradle—remaking the way we make things. North Point Press, New York (2002)
35.
Zurück zum Zitat McDonough, W., Braungard, M.: Upcycle—beyond sustainability—designing for abundance. North Point Press, New York (2013) McDonough, W., Braungard, M.: Upcycle—beyond sustainability—designing for abundance. North Point Press, New York (2013)
Metadaten
Titel
Crystalsol’s pulverbasierte Photovoltaik: Neue Aufgaben für dünne Schichten
verfasst von
Dieter Meissner
Publikationsdatum
20.06.2024
Verlag
Springer Vienna
Erschienen in
BHM Berg- und Hüttenmännische Monatshefte / Ausgabe 7/2024
Print ISSN: 0005-8912
Elektronische ISSN: 1613-7531
DOI
https://doi.org/10.1007/s00501-024-01480-6

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.