Thema: Verbundvorhaben: CPV- Magnus: CPV-Systeme mit hocheffizienten und installationsfreundlichen Modulen; Teilvorhaben: FuE-Zentrum Kiel: Entwicklung der Sintertechnik für die CPV-Anwendung

Finanzierung: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Forschungskennzahl: 0325485E

Fördersumme: 366.001 €

Laufzeit: 01.07.2012 - 31.12.2015

Projektleiter: Prof. Dr. Ronald Eisele

Kurzfassung: Die Konzentrator-Photovoltaik (CPV) macht sich Halbleitermaterialersparnis durch den Einsatz eines optischen Konzentrators und höchste Systemwirkungsgrade durch den Einsatz von Multijunction-Solarzellen zunutze, um kostengünstige Stromerzeugung im Sonnengürtel der Erde zu ermöglichen. Das Kostenreduktionspotential dieser Technologie ist groß, aber bei weitem noch nicht ausgeschöpft, da sich die Technologie erst im Markteintritt befindet. Ziel des Verbundes ist die Entwicklung eines deutlich kostenreduzierten CPV Systems mit einer zweistufigen Optik, bei dem die vertikale Wertschöpfungskette durch die deutsche Industrie abgedeckt werden kann. Die Industriepartner Fresnel Optics, Soitec Solar und Kirchner Solar Group decken die vertikale Kette Konzentrator-, Modul- und Trackerherstellung vollständig ab. Unterstützt werden sie hierbei durch die Forschungspartner Fraunhofer ISE und Fachhochschule Kiel. Das Projekt umfasst vier Themenschwerpunkte: 1.) Entwicklung eines neuen CPV Systems mit einer zweistufigen Optik nach dem Köhlerprinzip. Aus einem integralen Ansatz heraus wird ein CPV System kostenoptimiert entwickelt, wobei von Anfang an die Wechselwirkung zwischen Optik-, Modul- und Trackerdesign betrachtet und eine globale Optimierung der Kosten vorgenommen wird. 2.) Steigerung der Effizienz und des Ertrages. Neben der Effizienz eines Systems hat der spezifische Jahresertrag eine ebenso große Rolle für die Wirtschaftlichkeit. Durch die Einführung der zweistufigen Optik sollen sowohl Ertrag, als auch Effizienz des Systems erhöht werden. Zur Effizienzsteigerung werden maßgebliche Arbeiten zur Fresnellinsenherstellung durchgeführt (Verkürzung der Werkzeugherstellung durch neue Charakterisierungsmethoden für die Zwischenwerkzeuge, Kostenoptimierung des Abformprozesses, kleinere Streuung der Linsenqualität). 3.) Entwicklung neuer Aufbautechniken für die Solarzellenmontage. Die Sintertechnik bietet ein großes Potential zur Verbesserung der thermischen Anbindung der Solarzelle, sowie deren Belastbarkeit hinsichtlich Temperaturzyklen. Die Anwendbarkeit der Sintertechnik auf die Montage von III-V Mehrfachsolarzellen wird in grundlegenden Untersuchungen an der Fachhochschule Kiel geprüft. 4.) Entwicklung geeigneter Qualitätssicherungsprozesse. Aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist ein Modulkonzept, das auf einem Verbundrahmen aufbaut, unerlässlich. Da die bisher verwendeten Methoden hierfür nicht mehr nutzbar sind, müssen Qualitätssicherungsmethoden (insbesondere die Leistungsbestimmung) entwickelt werden, die z.B. auf der Kombination verschiedener Messmethoden beruhen.