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2021 | OriginalPaper | Buchkapitel

12. Das ISFH – Solartechnologie in Norddeutschland

verfasst von : Gerd Stadermann

Erschienen in: Das Notwendige möglich machen

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Wie kommt eines der bekanntesten Solarenergieforschungsinstitute Deutschlands – das Institut für Solarenergie-Forschung Hameln – in das kleine Dorf Emmerthal bei Hameln? Ganz einfach – per Ausschreibung. Die Gemeinde Emmerthal wurde unter 28 Bewerberinnen ausgewählt, als das ISFH in Hannover einen neuen Standort suchte. Doch zufällig war das nicht, Emmerthal bot mehrere Vorteile: Die Gemeinde war der Sonnenenergie gegenüber aufgeschlossen, sie verfügt über einen für solare Außenexperimente günstigen Standort am Südhang des Ohrbergs und sie bot eine finanzielle Beteiligung am Bau des Instituts an. Es sollte wohl eine Art Gegenpol zum Atomkraftwerk Grohnde an der Weser bilden, das im Ortsteil Grohnde-Emmerthal heute in Sichtweite vom ISFH liegt. Während der Bauphase kam es ab 1977 zu heftigen Protesten gegen das Projekt. Aktivisten errichteten im Juni 1977 am Baugelände ein so genanntes Anti-Atom-Dorf, das bald von der Polizei geräumt wurde. Das Kraftwerk wurde 1984 in Betrieb genommen. Immerhin brachte das Kraftwerk in Emmerthal insofern auch Gutes, als die Gemeinde nun über so viel Gewerbesteuereinnahmen verfügte, dass sie die Ansiedlung eines Instituts zur Solarenergieforschung finanziell fördern konnte [1].

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Fußnoten
1
Heute wird sie IAEO genannt (International Atomic Energy Organization).
 
2
Es wurde später in Institut für Biophysik umbenannt.
 
3
Gerd Burckhardt folgte 1951 dem Ruf auf den Lehrstuhl für Theoretische Physik an die Technische Hochschule Hannover. 1959 gehörte er zu den Gründern der Vereinigung Deutscher Wissenschaftler (VDW). Ab 1965 war er Direktor bei der UNESCO in Paris. (Wikipedia 13.03. 2019).
 
4
Zu den Unterzeichnern gehörte auch Linus Pauling (siehe Kap. 2).
 
5
Daraus entstand Pugwash-Bewegung, deren Mitbegründer Józef Rotblat erhielt 1963 stellvertretend für die Bewegung den Friedens-Nobelpreis.
 
6
Unter anderen Carl-Friedrich v. Weizsäcker, Otto Hahn, Werner Heisenberg, Max Born und Gerd Burckhardt.
 
7
Hans Kopfermann gehörte zu den Unterzeichnern der Göttinger Erklärung 1957.
 
8
Mischoxid-Brennelemente werden kurz als MOX-Brennelemente bezeichnet.
 
9
Schließlich kam sie aber nicht ins Bayerische Wackersdorf, sondern 1989 nach La Hague (Frankreich) [11].
 
10
Das H in der Abkürzung ISFH stand anfangs für Hannover, später für Hameln.
 
11
Pestel war 1968 einer der Gründer und seit 1969 Mitglied des Club of Rome. In dieser Funktion initiierte er die Arbeit an einem Computermodell zur Erforschung der Welt, welches 1972 mit der Veröffentlichung der Grenzen des Wachstums von Dennis und Donella Meadows weltweit größte Aufmerksamkeit erlangte.
 
12
Joachim Luther im Interview mit Gerd Stadermann am 19. März 2018.
 
13
Rudolf Hezel im Interview mit Gerd Stadermann am 14. Juli 2016.
 
14
Nukem steht für Nuklearchemie und Metallurgie.
 
15
Das sind MNOS (Metall-Nitride-Oxide-Silicon)-Speicherbauelemente.
 
16
Siliziumnitrid hat die chemische Formel Si3N4, wird aber der Einfachheit halber meist als SiN bezeichnet, zumal die Stöchiometrie beider Bestandteile verändert werden kann, um die Materialeigenschaften zu variieren.
 
17
Auf diese Weise ist es möglich, die Einsatzspannung des Feldeffekt-Transistors zu verändern – ihn quasi ein- und auszuschalten (logische 0 und logische 1) und damit Informationen digital zu speichern. (Rudolf Hezel im Interview mit Gerd Stadermann am 11.07.2017).
 
18
Seit 2011 heißt das Institut Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme.
 
19
Rudolf Hezel im Interview mit Gerd Stadermann am 11. Juli 2017.
 
20
Beim EFG-Herstellungsverfahren (Edge Defined Film-fed Growth) wird ein achteckiges Silizium-Rohr direkt aus der Schmelze gezogen und anschließend per Laser in Scheiben geschnitten.
 
21
Rudolf Hezel im Interview mit Gerd Stadermann am 11. Juli 2017.
 
22
Ebenda.
 
23
PECVD – Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition.
 
24
Rudolf Hezel im Interview mit Gerd Stadermann am 11. Juli 2017.
 
25
Ebenda. Allerdings schrieb Armin Räuber 1986 in einer Studie MIS-Strukturen seien zwar sehr effektiv, sie haben sich in der Solarzellenfertigung aber noch nicht durchgesetzt, da ihre Herstellung sehr diffizil sei und die Strukturen nur geringe Langzeitstabilität zeigen [24].
 
26
Die Firma Nukem und Hezel erhielten gemeinsam den Preis. (Dankschreiben des Bayerischen Staatsministers für Wirtschaft und Verkehr vom 15.02.1993 an Hezel).
 
27
Rudolf Hezel im Interview mit Gerd Stadermann am 11. Juli 2017.
 
28
Ebenda.
 
29
Die Firma RWE Nukem produzierte nukleare Brennelemente.
 
30
Winfried Hoffmann im Interview mit Gerd Stadermann am 10. November 2016.
 
31
Ebenda.
 
32
Der „Erfinder“ dieser Preis-Erfahrungs-Kurve (PEK), die Firma Boston Consulting, hat für eine Vielzahl von Produkten gezeigt, dass sich eine Gerade ergibt, deren charakteristische Steigung die Preisreduktion in Prozent – der Preis-Erfahrungs-Faktor (PEF) – bei Verdoppelung der kumuliert verkauften Menge angibt.
 
33
Winfried Hoffmann im Interview mit Gerd Stadermann am 10. November 2016.
 
34
Die Firma war eine Tochter von der Erdölfirma Mobil Oil.
 
35
Winfried Hoffmann im Interview mit Gerd Stadermann am 10. November 2016.
 
36
Winfried Hoffmann im Interview mit Gerd Stadermann am 04. Juli 2017.
 
37
Winfried Hoffmann im Interview mit Gerd Stadermann am 04. Juli 2017.
 
38
Ebenda.
 
39
PECVD – Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung.
 
40
Als Kalter Krieg wird die Zeit von 1948 (Abriegelung Westberlins durch die sowjetische Armee) bis 1989 (Fall der Berliner Mauer) bezeichnet. Der Begriff gilt als Metapher für die Systemkonkurrenz von Sozialismus und Kapitalismus.
 
41
Rudolf Hezel im Interview mit Gerd Stadermann am 11. Juli 2017.
 
42
Ebenda.
 
43
Ebenda.
 
44
Rudolf Hezel im Interview mit Gerd Stadermann am 11. Juli 2017.
 
45
Ebenda.
 
46
Hezels Mitarbeiterin Konstanze Jäger, realisierte die Idee, Al2O3 als Isolatorschicht einzusetzen [47].
 
47
Der Brechungsindex der Siliziumnitrid-Antireflexionsschicht lässt sich währender Schichtabscheidung wie gewünscht einstellen: Je nach Konzentrationsverhältnis der Ausgangsgase Silan (SiH4) und Ammoniak (NH3).
 
48
Rolf Brendel im Interview mit Gerd Stadermann am 22. Oktober 2019.
 
49
Die POLO-technik hat eigentlich ursprünglich nichts mit der PERC-Solarzelle zu tun. Sie kann sowohl für PERC-Zellen aber auch für andere Zellstrukturen eingesetzt werden.
 
50
Rolf Brendel im Interview mit Gerd Stadermann am 22. Oktober 2019.
 
51
Rudolf Hezel im Interview mit Gerd Stadermann am 14. Juli 2016.
 
52
Das Czochralski-Verfahren wurde 1916 im Metall-Labor der AEG vom polnischen Chemiker Jan Czochralski entwickelt: Es ist ein Verfahren der Werkstofftechnik zur Herstellung von einkristallinen Werkstoffen (Kristallzüchtung). Es ist auch als Tiegelziehverfahren oder Ziehen aus der Schmelze bekannt. (Wikipedia, 28.11.2016.)
 
53
Rudolf Hezel im Interview mit Gerd Stadermann am 14. Juli 2016.
 
54
Ebenda.
 
55
Ebenda.
 
56
Rolf Brendel im Interview mit Gerd Stadermann am 22. Oktober 2019.
 
57
Queisser war einer der Gründungsdirektoren des Max-Planck-Instituts für Festkörperforschung. In Mountain View (USA) hatte er in den 1950er und frühen 60er-Jahren am Institut von William B. Shockley Silizium-Einzelkristalle und Solarzellen erforscht.
 
58
Werner war Gruppenleiter in der Abteilung von Prof. H. J. Queisser.
 
59
Rolf Brendel im Interview mit Gerd Stadermann am 22. Oktober 2019.
 
60
Ebenda.
 
61
Ebenda.
 
62
Rolf Brendel im Interview mit Gerd Stadermann am 22. Oktober 2019.
 
Literatur
1.
Hellmut Glubrecht: Dieses Wunder Leben, Selbstverlag 1999, S. 133 (unveröffentlichtes Manuskript).
2.
Pascal Jordan: Die Physik und das Geheimnis des organischen Lebens, Braunschweig 1941. Jordan hat als Physiker u. a. die Quantenfeldtheorie entwickelt.
3.
Hellmut Glubrecht: Dieses Wunder Leben, Selbstverlag 1999, S. 73.
4.
5.
6.
Hellmut Glubrecht: Die Arbeit der Pugwash-Bewegung für Abrüstung und Frieden, in C. F. von Weizsäcker: Bedingungen des Friedens in Europa, Göttingen 1963, S. 23.
7.
Hellmut Glubrecht: Dieses Wunder Leben, Selbstverlag 1999, S. 106.
8.
9.
10.
11.
12.
Hellmut Glubrecht: Dieses Wunder Leben, Selbstverlag 1999, S. 131.
13.
14.
15.
16.
17.
Konrad Schreitmüller: Thermische Solarenergienutzung – FlatTech oder HighTech?, in: DGS (Hrsg.): 25 Jahre DGS, München 2000, S. 17.
18.
Hellmut Glubrecht: Dieses Wunder Leben, Selbstverlag 1999, S. 140.
19.
20.
21.
22.
R. Brendel: Tribute to Prof. Dr. R. Hezel, in: International Conference „Next Generation Solar Energy“, Erlangen, 2013.
23.
Rudolf Hezel: Ein neues Konzept für kostengünstige Hocheffizienz-Solarzellen, in: FVS Themen „Photovoltaik 3“, Köln 1995, S. 18.
24.
Armin Räuber, F. Jäger: Photovoltaische Solarenergienutzung – vergleichende Studie der Entwicklungstendenzen in der Bundesrepublik Deutschland, in Europa, den USA und Japan, in: Abschlussbericht zum Vorhaben 03E-8268-A des BMFT, 1985, S. 35.
25.
Im Labor erfolgreich: Siliziumnitrid-Inversionsschicht-Solarzelle, in: Sonnenenergie Heft 3, 1986, S. 22.
26.
27.
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28.
W. H. Bloss, W. Arndt, G. Bilger, G.H. Hewig, F. Pfisterer, H. W. Schock: A Fabrication Process for Cu2S-CdS, in: Thin Film Solar Cells, Karl Böer, Barbara Glenn (Hrsg.): Sun II, Proceedings of International Solar Energy Society Jubilee Congress, Atlanta 1979, Atlanta S. 1773.
29.
Winfried Hoffmann: Perspektiven der Photovoltaik, Physik Journal 13, Heft 2, 2014, S. 23.
30.
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T. Lauinger, W. Schmidt, B. Wösten, J. P. Kalejs: EFG-Silizium: Material, Technologie und zukünftige Entwicklung; in: FVS Themen „Sonne – die Energie des 21. Jahrhunderts”, Berlin 2000, S. 86.
32.
Sven Teske: Greenpeace Solar-Kampagne, Sonnenenergie Heft 6, 1995, S. 24.
33.
34.
R. Hezel, W. Hoffmann, K. Jaeger: Recent Advances in Silicon Inversion Layer Solar Cells and their Transfer to Industrial Pilot Production, Proceedings of the 10. European PV Solar Energy Conference, Lisbon 1991, S. 511.
35.
36.
Sonne statt Kernkraft, Der Spiegel Nr. 24, 1986, S. 98.
37.
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39.
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Frithjof Staiss: Photovoltaik, Wiesbaden 1996, S. 15.
41.
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42.
Andrés Cuevas, Mark J. Kerr, Jan Schmidt: Passivation of Crystalline Silicon Using Silicon Nitride, in: Third World Conference on Photovoltaic Solar Energy Conversion, Osaka Japan, 2003.
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R. Hezel: A Novel High-Efficiency Rear-Contact Solar Cell with Bifacial Sensitivity, in: Vesselinka Petrova-Koch, Rudolf Hezel, Adolf Goetzberger (Hrsg.): Berlin, Heidelberg 2009, S. 65.
44.
K. Jaeger, R. Hezel: Bifacial MIS Inversion Layer Solar Cells Based on Low Temperature Silicon Surface Passivation, in: Proceedings of the 19th IEEE Photovoltaic Specialist Conference, New Orleans 1987, S. 388.
45.
R. Hezel, Deutsche Offenlegungsschrift DE/2846096/A1, Anmeldetag 23.10.1978.
46.
Johannes Bernreuter: Was lange währt, wird endlich gut, in: Sonne Wind & Wärme Heft 16, 2010, S. 126.
47.
K. Jaeger, R. Hezel: Low temperature back surface passivation of solar cells by plasma silicon nitride, Proceedings 7th EU Photovoltaic Solar Energy Conference, Sevilla 1986, S. 806.
48.
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49.
A. Hübner, A. Aberle, R. Hezel: Novel Cost-effective Bifacial Silicon Solar Cells with 19.4 % Front and 18.1 % Rear Efficiency, in: Applied Physics Letters, Bd. 70, 1997, S. 1008.
50.
K. Jaeger, R. Hezel: A Novel Thin Silicon Solar Cell with Al2O3 as Surface Passivation, in: Proceedings of the 18th IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Las Vegas 1985, S. 1752.
51.
R. Hezel and K. Jaeger: Silicon Nitride and Aluminum Oxide – Multifunctional Dielectric Layers Crucial for the Progress of Silicon Solar Cells, in: V. P. Koch, R. Hezel, A. Goetzberger (Hrsg.): High-Efficient Low-Cost Photovoltaics, Berlin, Heidelberg, 2020, S. 43.CrossRef
52.
A. W. Blakers, A. Wang, A. M. Milne, J. Zhao, M. A. Green: 22.8 % Efficient Silicon Solar Cell, in: Applied Physics Letters 55, 1989, S. 1363.
53.
Rolf Brendel, Nils-Peter Harder et al.: Silizium-Wafer-Solarzellen – Neue Horizonte, in: FVEE-Themen „Forschung für das Zeitalter der erneuerbaren Energien“, Berlin 2010, S. 54.
54.
R. Brendel, et al.: Recent progress and options for future crystalline silicon solar cells, in: Proceedings of 28th European Photovoltaic Solar Energy Conference, München 2013, S. 676.
55.
Andreas Bett, Stefan Glunz, Harry Wirth, Rutger Schlatmann, Bernd Stannowski, Rolf Brendel, Bianca Lim, Kaining Ding: Forschung und Entwicklung in der Silizium-Photovoltaik: heute und morgen, in: FVEE Themen „Innovationen für die Energiewende“, Berlin 2017, S. 69.
56.
C. Hollemann, F. Haase, S. Schäfer, J. Krügener, R. Brendel, R. Peibst: 26.1 %-efficient POLO-IBC cells: Quantification of Electrical and Optical Loss Mechanisms, in: Progress in Photovoltaics: Research and Applications 27 (11), 2019, S. 950.
57.
Rudolf Hezel, Stefan Glunz: Neue Silizium-Solarzellenstrukturen für höhere Wirkungsgrade, in: FVS Themen „Photovoltaik – neue Horizonte“, Berlin 2003, S. 38.
58.
59.
Dazu Rolf Brendel: Entwicklung neuer Produktionstechnologien für die Solarenergienutzung im FVS, in: FVS Themen „Produktionstechnologien für die Solarenergie“, Berlin 2007, S. 13.
60.
Rolf Brendel: Silizium-Wafer-Solarzellen – Neue Horizonte, in: FVEE Themen „Forschung für das Zeitalter der erneuerbaren Energien“, Berlin 2010, S. 57.
61.
R. Brendel: A Novel Process for Ultrathin Monocrystalline Silicon Solar Cells on Glass, in: 14th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Barcelona, 1997, S. 1354.
62.
Rolf Brendel: Silizium-Wafer-Solarzellen – Neue Horizonte, FVEE Themen „Forschung für das Zeitalter der erneuerbaren Energien“, Berlin 2010, S. 58.
63.
J. H. Petermann, D. Zielke, J. Schmidt, F. Haase, E. G. Rojas and R. Brendel: 19 %-Efficient and 43 μm-Thick Crystalline Si Solar Cell from Layer Transfer Using Porous Silicon, in: Progress in Photovoltaics: Research and Applications 20, 1–5, 2012.
64.
Winfried Hoffmann: Perspektiven der Photovoltaik, in: Physik Journal 13, Heft 2, 2014, S. 23.
Metadaten
Titel
Das ISFH – Solartechnologie in Norddeutschland
verfasst von
Gerd Stadermann
Copyright-Jahr
2021
Buch
Das Notwendige möglich machen

Print ISBN: 978-3-658-31587-0

Electronic ISBN: 978-3-658-31588-7

Copyright-Jahr: 2021

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-31588-7_12