Fraunhofer-Leitprojekt »MaNiTU«

Materialien für nachhaltige Tandemsolarzellen mit höchster Umwandlungseffizienz

»MaNiTU« – Materialien für nachhaltige Tandemsolarzellen mit höchster Umwandlungseffizienz

Solarzellen mit höchsten Wirkungsgraden liefern Strom kostengünstig und verbrauchen dabei weniger Fläche und Materialien. Hohe Wirkungsgrade ermöglichen auch neue Produkte, wie z.B. energieautarke Gebäude oder Elektroautos, die sich über Solarzellen aufladen lassen. Der Wirkungsgrad von Siliziumsolarzellen lässt sich aber nicht mehr beliebig steigern. Die dafür verantwortlichen physikalischen Grenzen können mit Tandemsolarzellen überwunden werden. Mit ihnen sind Wirkungsgrade über 35 % möglich. Tandemsolarzellen stehen deshalb im Fokus der aktuellen Solarzellenforschung.  Gleichzeitig wird innerhalb der nächsten 5-10 Jahre weltweit der jährliche Photovoltaik-Zubau auf mehr als ein 1 TWp steigen. Diese Mengen erfordern auch die konsequente Vermeidung kritischer Materialien (z.B. Blei) bei der Herstellung von Solarmodulen. Im Fraunhofer-Leitprojekt »MaNiTU« entwickeln daher sechs Fraunhofer-Institute im Verbund nachhaltige, höchsteffiziente und kostengünstige Tandemsolarzellen auf Basis neuer Absorbermaterialien.

Fraunhofer-Leitprojekt »MaNiTU«

Laufzeit: 2019 - 2023
Koordinator: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Dr. Andreas W. Bett
Projektpartner: Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC, Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM, Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST, Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS, Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS
Fördergeber: Fraunhofer-Gesellschaft
Projektbudget: 8,9 Mio. €
Ziel: Höchsteffiziente Tandemsolarzellen aus nachhaltigen Materialien


Über Fraunhofer-Leitprojekte
Die Fraunhofer-Gesellschaft stellt sich den aktuellen Herausforderungen für die deutsche Industrie. Mit den Leitprojekten setzt sie strategische Schwerpunkte, um konkrete Lösungen zum Nutzen für den Standort Deutschland zu entwickeln. Die Themen orientieren sich an den Erfordernissen der Wirtschaft.
Das Ziel ist es, wissenschaftlich originäre Ideen schnell in marktfähige Produkte umzusetzen. Die beteiligten Fraunhofer-Institute bündeln ihre Kompetenzen und binden die Industriepartner frühzeitig in die Projekte ein.

Im Fraunhofer-Leitprojekt »MaNiTU« vereinen sechs Fraunhofer-Institute ihre Kompetenzen: 

Entwicklung höchsteffizienter Tandemsolarzellen; Nachhaltigkeitsbewertung Gesamtsystem
Nasschemische Materialsynthese; Applikation von partikelbasierten Elektroden-/Absorberschichten
Materialdesign, atomistische Materialmodellierung und Computersimulation
Erforschung & Anwendung von Beschichtungsprozessen; Nachhaltigkeitsbewertung & Optimierung von Energie und Stoffströmen
Mikrostrukturelle Analytik und optoelektrische Charakterisierung für Perowskit-Solarzellen
Stoffkreisläufe; Entwicklung von bleifreien Substitutionsmaterialien