Die „Sustainable Photovoltaics Group“ entwickelt die nächste Generation von Solartechnologien mit einem klaren Ziel vor Augen: Solarzellen sollen nicht nur effizienter und erschwinglicher, sondern auch besser recycelbar und im Einsatz zuverlässiger werden.
Die Photovoltaik spielt eine zentrale Rolle bei der globalen Energiewende. Mit dem Ausbau auf mehrere Terawatt entstehen neue Herausforderungen. Solarmodule müssen jahrzehntelang unter rauen Umgebungsbedingungen zuverlässig funktionieren, während die zu ihrer Herstellung verwendeten Materialien am Ende ihrer Lebensdauer verantwortungsbewusst entsorgt werden müssen. Zukünftige Photovoltaikanlagen dürfen nicht allein auf Leistung ausgelegt sein – sie müssen auf Kreislaufwirtschaft und Langlebigkeit ausgelegt sein.
Unsere Mission ist es, die Photovoltaiktechnologie aus einer Systemperspektive neu zu überdenken. Wir kombinieren Materialwissenschaft, Gerätephysik, techno-ökonomische Modellierung und Nachhaltigkeitsanalysen, um Solarmodule zu entwickeln, die:
Durch die Integration von Zuverlässigkeitstechnik unPrinzipien des zirkulären Designs wollen wir sicherstellen, dass Solarenergie nicht nur im Betrieb sauber bleibt, sondern über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg nachhaltig ist.
Recycling and Circular Design of Photovoltaics
Wir entwickeln Photovoltaik-Technologien, die eine hochwertige Materialrückgewinnung und echte Kreislaufwirtschaft ermöglichen. Da der Ausbau der Solarenergie auf mehrere Terawatt zunimmt, werden der Materialbedarf und das Management am Ende der Lebensdauer zu entscheidenden Herausforderungen. Aktuelle Module wurden nicht für ein geschlossenes Recyclingkonzept konzipiert, was häufig zu Downcycling und Wertverlust führt. Unsere Forschung konzentriert sich auf Cradle-to-Cradle-Modularchitekturen, Strategien für demontagefreundliches Design und trennbare Schnittstellen, die eine effiziente Materialrückgewinnung ermöglichen, ohne die Leistung zu beeinträchtigen. Durch die Kombination von Materialwissenschaft, Gerätetechnik und techno-ökonomischer Modellierung wollen wir Photovoltaiksysteme ermöglichen, bei denen Materialien ohne Qualitätsverlust in neuen Modulen wiederverwendet werden können.
Wir untersuchen die Langzeitstabilität von Photovoltaikmodulen unter realen Betriebsbedingungen. Solarmodule sind über Jahrzehnte hinweg Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit, UV-Strahlung und mechanischen Belastungen ausgesetzt, die alle zu einer Leistungsminderung führen. Unsere Arbeit kombiniert Felddaten, beschleunigte Alterungstests, fortschrittliche Charakterisierung und Modellierung, um Degradationsmechanismen zu identifizieren und die Vorhersage der Lebensdauer zu verbessern. Das Ziel ist es, Photovoltaikanlagen mit minimalem Leistungsverlust und verlängerter Lebensdauer zu entwickeln.
