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Solarzellen: Stand und Perspektiven. M.Ch.Lux-Steiner, Hahn-Meitner-Institut, Berlin. 27 /05/03. Energie pro Person (weltweit) 2000 W/a. [ Alex Arter, IEA - PVPS: Task IX ] ;. [ Imboden, ETHZ,Switzerland ]. 27 /05/03. Energieverbrauch: Strategie. Globale Energie- Ressourcen. Öl.

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Presentation Transcript

  1. Solarzellen: Stand und Perspektiven M.Ch.Lux-Steiner, Hahn-Meitner-Institut, Berlin 27 /05/03

  2. Energie pro Person(weltweit)2000 W/a [ Alex Arter, IEA - PVPS: Task IX ] ; [ Imboden, ETHZ,Switzerland ] 27 /05/03 Energieverbrauch: Strategie

  3. Globale Energie-Ressourcen Öl JährlicherEnergie-verbrauch Uran Erd-gas Jährliche Energie der Solarstrahlung Kohle Solarenergiekonversion heute (kleiner Punkt) 27 /05/03 Ressourcen und Energieverbrauch

  4. TOTAL - VOLUME : 279 MW - Yearly Growth : +40% - CUMUL : 1388 MW Stromkosten 3,23 €/kWh 2,38 €/kWh 0,68 €/kWh 0,35 €/kWh in 2000 Quelle: A. Ricaud, Cythelia 09 -09 -01 27 /05/03 PV- Marktsegmente in 1997 - 98 - 99 - 2000

  5. 27 /05/03 Stromversorgung: Strategie

  6. Ort der Ladungsträger- erzeugung Energetische und örtlicheLadungsträger- trennung 27 /05/03 Funktionsprinzip einer Solarzelle

  7. 27 /05/03 Empfindlichkeit von Solarzellen abhängig vom Basismaterial

  8. Silicium Silicium + + + + + + [G.Willeke, ISE-FhG Freiburg] III-V- Konzentratorzellen 27 /05/03 Wafertechnologie: Zellen und Module InGaP/InGaAs/ Ge= 36.5 % (Sharp)C =100 Sonnen = 18 ... 21 % (BP, Sunpower, Sanyo)

  9. herkömmlich Dünnschichtzelle Materialreduktionje nach Basismaterial(ohne Verkapselung) 0,5 .... 2 kgfür 20 qm PV (ca .2kW) 100x dünner 27 /05/03 Technische Entwicklung der Photovoltaik - Materialforschung Material - Einsatz Quelle: K.Lips, Hahn-Meitner Institut

  10. Flexibles Substrat Metallrückkontakt Plasmadeposition von Silizium Kristallziehen Sägen Transparenter Frontkontakt In-line Serienverschalten Dotieren Kontaktieren 27 /05/03 Serienverschalten Technische Entwicklung der Photovoltaik - Prozeßentwicklung Herkömmliche Modulherstellung Roll-to-Roll Prozeß Quelle: K.Lips, Hahn-Meitner Institut

  11. Cu(In,Ga)(S,Se)2 Light glass = 14,2 % (Showa Shell)area = 30 x30 cm2 TCO p i Mikromorphes Silizium CdTe n p Pilotierung Fertigung =10.3 % (FZJ/ RWE Shott) area = 64 cm2 i a-Si:H n µc-Si:H ZnO Ag Forschung 27 /05/03 Typen von Dünnschicht-Solarzellen und PV-Modulen

  12. Energierücklaufzeiten [Jahre] hellblaue Balken = gemittelte Kosten aus mehrere Studien Energierücklaufzeiten 27 /05/03 Photovoltaik : Produktionskosten / Energierücklaufzeiten

  13. Dünnschicht: a-Si-H Neue Dünnschichten: CdTe, CIS 25 28 140 280 82 102 420 95 157 560 Mono-Si Multi-Si 1999 2000 2010 202 MWp 287 MWp 1400 MWp Quelle: A. Ricaud, Cythelia 09 -09 -01 27 /05/03 Photovoltaik: Produktionsmengen und Preis

  14. ??? ??? 27 /05/03 Photovoltaik: Lernkurven für PV-Module Quelle: A. Ricaud, Cythelia 09 -09 -01

  15. mit neuen Materialien NT-Emitter poly-Si Epitaxie-Schicht Keimschicht Glas /Metall ZnO CdS CIGSSe mit neuen Konzepten 1 µm Mo Glas a-Si:H ZnO Hocheffiziente Zellenauf Billig-Substraten auf Wafer auf Billig-Substraten Höchsteffiziente Tandemzellen Effiziente kostengünstigeZellen 27 /05/03 Ausblick: Solarzellen von morgen und übermorgen Dünnschicht- PV-Module 10µm

  16. 27 /05/03 Zusammenfassung und Ausblick: Technische Weiterentwicklung der Photovoltaik langfristig mit dem Ziel Strom zu produzieren. hoch effizient langzeitstabil kostengünstig umweltverträglich grossflächig

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