Photovoltaik
Die Abteilung Photovoltaik (PV) analysiert und entwickelt photovoltaische Materialien Solarzellen und Photovoltaikmodule mit dem Ziel, die Photovoltaik noch nachhaltiger, zuverlässiger und kostengünstiger zu gestalten, auf Spezialanwendungen anzupassen und so noch breiter in die Anwendung zu bringen. Die Abteilung arbeitet an allen Schritten der Wertschöpfungskette vom Absorbermaterial über die Zellentwicklung bis zur PV-Modulentwicklung. Zu den Themen gehören sowohl grundlegende Fragen der Materialforschung als auch die Analyse einzelner Solarzellen mittels Simulation und selbst entwickelter Messverfahren sowie die Optimierung von Zellen und Modulen im Labor. Unsere angewandte Forschung zielt darauf ab, Lösungen zu entwickeln, die kurz- bis mittelfristig in der Industrie implementiert werden können.
Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Weiterentwicklung moderner Technologien wie der Silizium-Photovoltaik, der Erforschung von Tandemsolarzellen sowie innovativen Perowskit-Solarzellen. Ebenso werden Photovoltaiksysteme ganzheitlich betrachtet – von der Einzelzelle bis zur Einbindung in energieeffiziente Gesamtlösungen.
Auch gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) ist ein bedeutendes Thema unserer Forschung. Hier verbinden wir architektonische Gestaltung mit energieeffizienter Energieerzeugung, um ästhetisch ansprechende und funktional leistungsfähige Lösungen für die Energiewende im Gebäudebereich zu schaffen.
Aktuelle Forschungsthemen
- Verlust- und Sensitivitätsanalysen von Solarzellen basierend auf Simulationen und präzisen Messdaten
- Schlüsseltechnologien für die kosteneffiziente Produktion von Hocheffizienz-Solarzellen, z. B. durch den Einsatz von polykristallinen Silizium-Kontakten
- Entwicklung von Solarzellen auf der Basis von Metallhalogenid-Perowskiten
- Entwicklung von Tandemsolarzellen
- Verbesserung der Stabilität von Perowskitsolarzellen
- Evaluation verschiedener industrieller Herstellungsverfahren für Perowskitsolarzellen
- Oberflächenpassivierung von Siliziumsolarzellen mittels Materialien wie SiO₂, SiNx, Al₂O₃ und polykristallinem Silizium
- Entwicklung von hocheffizienten Zellen mit POLO-Kontakten (Poly-Si on Oxide)
- Industrienahe Technologie- und Prozessentwicklung zur Verbesserung der Produktionsprozesse
- Einführung neuer kamerabasierter Charakterisierungsverfahren für Silizium-Materialien, Solarzellen und Module
- Analyse von Defekten in Silizium und deren Einfluss auf die Eigenschaften von Solarzellen und PV-Modulen
- Entwicklung neuartiger Verbindungstechniken für PV-Module
- Untersuchung der Langzeitstabilität von Solarzellen und PV-Modulen
- Erforschung der mechanischen Eigenschaften von Modulen
- Automatisierte Fertigung von Spezial-PV-Modulen für die Integration in Fahrzeuge (VIPV) oder Gebäude (BIPV)
- Durchführung von Bauelement- und Prozesssimulationen zur Optimierung der Solarzellentechnologie
Forschungsgruppen in der Abteilung Photovoltaik
Photovoltaik-Materialforschung
Prof. Dr. Jan Schmidt
Solarzellencharakterisierung
Dr. Karsten Bothe
Industrielle Solarzellen
Dr. Thorsten Dullweber
Solarzellen der nächsten Generation
Prof. Dr. Robby Peibst
Photovoltaik-Fertigung
Dr. Verena Mertens
Photovoltaik-Spezialmodulbau
Dr. Henning Schulte-Huxel
Photovoltaik-Zuverlässigkeit
Dr. Marc Köntges