Effizientere Sonnenkollektoren

Noch effizientere Photovoltaikanlagen. Im Rahmen des Projekts «Power» soll ein neuer Ansatz für die Fertigung von Hochleistungssolarzellen entwickelt und bestätigt werden. Dank dem Programm BRIDGE, das von Innosuisse und dem Schweizerischen Nationalfonds (SNF) angeboten wird, tragen drei Organisationen (CSEM, EPFL und EMPA) gemeinsam zu Entwicklung und Vermarktung der neuen Technologie bei.  

Stellen Sie sich vor, dass mit Hilfe einer neuen Beschichtung die derzeit verwendeten Sonnenkollektoren in Zukunft bis zu 30% effizienter werden. Mit dem Projekt «Power» ist dieser Fortschritt in unmittelbare Nähe gerückt. Teams des Schweizerischen Zentrums für Elektronik und Mikrotechnik (CSEM) und des EPFL-Standorts in Neuenburg sowie der EMPA in Zürich arbeiten unermüdlich an der neuen Technologie. Sie soll bis 2025 ausgereift und auf dem Markt eingeführt sein und in der Folge breit eingesetzt werden. «Photovoltaikmodule sind heute technisch sehr fortschrittliche, rentable und zuverlässige Produkte. Dennoch haben wir die Möglichkeit, die Solarstromkosten weiter zu senken, indem wir den Wirkungsgrad erhöhen», so Matthieu Despeisse, der als Abteilungsleiter des PV-Zentrums von CSEM für das Projekt zuständig ist. Finanziert wird das Unterfangen über das von Innosuisse und dem Schweizerischen Nationalfonds (SNF) angebotene Förderungsangebot BRIDGE Discovery.

Neue Kombination
Konkret besteht das Projekt darin, herkömmliche Solarzellenmaterialien mit neuen Materialien, welche eine sogenannte Perowskit-Struktur aufweisen, zu kombinieren. Seit Jahren laufen weltweit zahlreiche Forschungsprojekte zu diesem Mineral. Die Forschungsarbeiten im Rahmen des Projekts «Power» konzentrieren sich auf dessen Entwicklung. «Die Entwicklung einer neuen Generation von Solarzellen setzt oft voraus, dass man mit völlig neuen lichtabsorbierenden Materialien arbeitet. Die Struktur sowie das mechanische und elektronische Verhalten von Perowskiten können sich stark von den Merkmalen der Stoffe unterscheiden, die bisher verwendet wurden», erklärt Arnaud Walter, Ingenieur am CSEM.

Finanzierung, die Brücken baut
Die Forschenden wollen die neue Generation von Solarzellen in einer Grösse entwickeln, die sich für die industrielle Fertigung eignet. Gleichzeitig gilt es sicherzustellen, dass ihre Leistung im Labor unabhängig von Temperatur und Feuchtigkeit stabil ist. Das erfordert in der Regel neue Techniken. Arnaud Walter: «In diesem Sinne gibt uns das Programm BRIDGE die ideale Unterstützung, um den Schritt von der Grundlagenforschung zur industriellen Anwendung zu machen.»

BRIDGE Discovery bietet finanzielle Beiträge für erfahrene Forschende, die sowohl Grundlagenforschung als auch angewandte Forschung betreiben und die das innovative Potenzial ihrer Ergebnisse verwirklichen möchten. Dank dem Programm lasse sich die industrielle Machbarkeit der ursprünglichen Idee prüfen, sagt Matthieu Despeisse. «Finanziert werden die Phasen, die erforderlich sind, um die Herausforderungen betreffend Aufskalierung, Zuverlässigkeit und industrielle Materialien sowie Herstellungsprozesse zu meistern.»  

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Die Stärken des Netzwerks nutzen
An den Standorten Neuenburg und Zürich sind derzeit rund zehn Personen im Projekt tätig. Arnaud Walter sieht dies als Chance: «Es ist ein enormer Wettbewerbsvorteil, wenn drei voll ausgestattete Labors zusammenarbeiten und sich regelmässig austauschen. Wir alle haben unsere eigenen Stärken. Davon profitiert das Projekt ebenso wie die übrigen Partner.»

«Power» ist auf dem Weg zum technologischen Erfolg und beginnt bald die Phase der industriellen Umsetzung. Dank den Ergebnissen und dem Potenzial dieses neuen Ansatzes werden mit Industriepartnern bereits Pläne für die weitere Entwicklung erstellt.

Letzte Änderung 09.09.2020

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Christian Brunner

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Matthieu Despeisse, Area Manager und Leiter des PV-Zentrums von CSEM und Arnaud Walter, Ingenieur am CSEM.

https://www.innosuisse.ch/content/inno/de/home/resultateundwirkung/Projektbeispiele/programm-bridge/power.html