Photovoltaik
Schichtsysteme für nachhaltige Photovoltaik
m Bau- und Gebäudesektor sind nachhaltige Lösungen zur Senkung des Energiebedarfes und der Verbesserung der CO2-Bilanz gefragter denn je. Angesichts steigender Energiepreise und strenger Regulierungen für einen geringeren Energieverbrauch von Gebäuden bieten innovative Technologien wie Perowskit- und organische Solarzellen großes Potential.
Das Fraunhofer FEP entwickelt im Rahmen des Projekts eine hochtransparente und langlebige Frontseitenverkapselungsfolie (Frontsheet), die die OPV-Module vor UV-Strahlung und Feuchtigkeit schützt. Diese Schutzschicht ist entscheidend für die Lebensdauer der Module, da die Effizienz der Solarzellen maßgeblich von der Transparenz des Frontsheets abhängt.
Patrick Schlenz, Projektleiter des BOOSTER-Projekts am Fraunhofer FEP, erläutert: „Mit BOOSTER arbeiten wir an der Verbesserung der Lebensdauer und Effizienz von OPV-Modulen unter realen Outdoor-Bedingungen. Mit unserem Know-how in der Entwicklung spezieller Schichtsysteme z. B. als Permeationsbarriere oder zur Erzielung spezieller optischer Eigenschaften und in der Prozessentwicklung für die Beschichtung flexibler Folien bearbeiten wir verschiedene Fragestellungen im Projekt. Wir realisieren konkret eine Lösung, die die Anforderungen an die Barriereschichten für die OPV erfüllt und gleichzeitig Vorteile in den optischen Eigenschaften gegenüber des State-of-the-Art-Materials bringt.“
Im Ergebnis wollen die Forscher am Fraunhofer FEP ein Foliensubstrat entwickeln, das nicht nur besseren Schutz vor Umweltbelastungen durch die Barriereschicht bietet, sondern auch die Transparenz steigert. Das wiederum erhöht den Wirkungsgrad der Module. Dazu sind bereits erste Ergebnisse an prozessierten OPV-Modulen im Projekt erzielt worden: Lebensdauern von über 4000 Stunden unter beschleunigten Alterungsbedingungen, d.h. bei erhöhter Temperatur von 85 °C und erhöhter Luftfeuchtigkeit von 85 % r. h., wurden von den Forschenden nachgewiesen. Außerdem wurde eine Steigerung der Transparenzeigenschaften der Folien von 85 auf 90 % erreicht.
Darüber hinaus fokussieren sich die Projektpartner in BOOSTER darauf, ein Produktionskonzept für die OPV-Module zu erarbeiten, das eine effiziente Beschichtung zu geringen Kosten bietet. Dazu wird eine Rolle-zu-Rolle-Fertigungslinie optimiert und an der Skalierung aller Materialien und Prozesse für eine solche Fertigung gearbeitet. Damit soll nach Projektende ein OPV-Modul inklusive der Prozesstechnologien zur Verfügung stehen, das von künftigen Herstellern flexibler Solarzellen oder anderer opto-elektronischer Bauelemente genutzt und dahingehend transferiert werden kann.
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