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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Flexible Solarzellen

Die Vorteile von flexiblen Solarzellen sind ihr geringes Gewicht, Flexibilität sowie die Herstellung von Modulen in verschiedensten Formen und Größen. Daraus ergibt sich ein breites Feld an Anwendungsmöglichkeiten, wie z.B. gebäudeintegrierte Photovoltaik, Bekleidung sowie mobile Anwendungen. Die Möglichkeit des Rolle-zu-Rolle-Prozesses bietet zusätzlich die Möglichkeit eines hohen Produktionsdurchsatzes für großflächige Module. Um die Kosten zu reduzieren, können möglichst günstige Plastiksubstrate, wie z.B. transparentes Polyethylenterephthalat (PET), verwendet werden. Die Arbeitsgruppe arbeitet an der Entwicklung von Solarzellen aus Dünnschichtsilizium auf diesen flexiblen PET Substraten. Aufgrund der Temperaturempfindlichkeit dieser Substrate müssen alle Herstellungsprozesse für die Solarzelle mit Temperaturen unterhalb 140 ° kompatibel sein. Dies erfordert neue Konzepte für z.B. die Texturierung der Foliensubstrate, die benötigt wird um Licht in der Solarzelle einzufangen und somit verbesserte Wirkungsgrade der flexiblen Bauteile zu erzielen. Unsere Konzepte für das Lichtmanagement beinhalten die Entwicklung und Anwendung der Nanoimprint-Methode, die es ermöglicht benötigte Texturen auf flexiblen Substraten zu reproduzieren. Weitere Themenfelder, die zusammen mit anderen Forschungsgruppen und Industriepartnern untersucht werden, sind die Einflüsse von mechanischen Belastungen (wie z.B. Biegung) auf die Solarzellenleistung, Hochskalierung der Prozesse sowie die Machbarkeit für industrielle Anwendungen.

Front-Cover-RRLDünnschicht-Silizium Solarzelle auf kostengünstigem, flexiblem PET Substrat mit Nano-Imprint Light-trapping Struktur.
Copyright: Wilken et al., Phys. Status Solidi R 9, 215-219 (2015)

Publikationen:


K. Wilken, U. W. Paetzold, M. Meier, N. Prager, M. Fahland, F. Finger, and V. Smirnov, “Nanoimprint texturing of transparent flexible substrates for improved light management in thin-film solar cells,” Phys. status solidi - Rapid Res. Lett., vol. 4, pp. 215–219, Apr. 2015. [http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pssr.201510040/epdf]


K. Wilken, U.W. Paetzold, M. Meier, M. Smeets, N. Prager, M. Fahland, F. Finger and V. Smirnov, “Light Management in Flexible Thin-Film Solar Cells - The Role of Nanoimprinted Textures and Tilted Surfaces," IEEE Journal of Photovoltaics, DOI: 10.1109/JPHOTOV.2015.2470672 (accepted)

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Karen Wilken


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