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Institut für Energie- und Klimaforschung
IEK-5 Photovoltaik

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Integration von Speichertechnologien

Integrating storage technologies

Die Integration von Speichertechnologien in das zukünftige erneuerbare Energiesystem ist eine der drängendsten Aufgaben aktueller Energieforschung. Jüngste Entwicklungen in miniaturisierter Unterhaltungselektronik, der Trend zur Implementierung des “Internet of Things” sowie die zahlreichen Konzepte für intelligente Behausungen und Städte erfordern die Verfügbarkeit einer günstigen, drahtlosen sowie umfassend integrierten Stromversorgungslösung für Elektronik im Dauerbetrieb.

Unsere Gruppe arbeitet an der Entwicklung von Silizium-Dünnschicht Einfach- und Mehrfachstapelzellen und entsprechenden Modulen für das Aufladen von Lithium-Ionen Batterien als Energiespeicher. Mit dem Ziel höchster Kompaktheit, Einfachheit sowie Skalierbarkeit wird die monolithische Integration einer Speicherzelle (Batterie) mit einer/einem Dünnschichtsolarzelle/-modul in zwei verschiedenen Konfigurationen betrachtet. Die 2-Terminal Konfiguration – eine direkte Integration von Zelle zu Zelle, bei der die Solarzelle die Batterie ohne Verwendung eines Ladereglers lädt; sowie die 3-Terminal Konfiguration – Solarzelle/-modul und Batterie werden mit einer gemeinsamen Kontaktschicht integriert, um die Verwendung von Gleichspannungswandlern und Ladereglern zur Leistungsanpassung zu ermöglichen. Ein weiterer Gegenstand unserer Arbeit ist die Untersuchung von Dünnschicht-Silizium Solarzell-Kennlinien unter verschiedenen Lichtintensitäten und -spektren. Dabei handelt es sich um ein sehr wichtigen Aspekt, da er Einblick gibt in die Möglichkeiten und Grenzen für die Innen- und Aussenanwendung der PV-Batterie-Kombination unter künstlichem Licht.

Veröffentlichungen:

S. N. Agbo, T. Merdzhanova, S. Yu, H. Tempel, H. Kungl, R. A. Eichel, U. Rau, O. Astakhov, “Development towards cell-to cell monolithic integration of a thin-film solar cell and lithium-ion accumulator”, Journal of Power Sources 327, (2016) 340.

S. N. Agbo, T. Merdzhanova, U. Rau, O. Astakhov, “Illumination intensity and spectrum-dependent performance of thin-film silicon single and multijunction solar cells”, Solar Energy Materials and Solar Cells 159 (2017) 427.

F. Sandbaumhüter, S. N. Agbo, C.-L. Tsai, O. Astakhov, S. Uhlenbruck, U. Rau, T. Merdzhanova, Compatibility study towards monolithic self-charging power unit based on all-solid thin-film solar module and battery, Journal of Power Sources 365, (2017) 303.


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