Um dem Klimawandel entgegen zu wirken, ist es essentiell die Wende zu Treibhausgas-neutraler Stromerzeugung, die Ziel des Klimaschutzplans 2050 der Bundesregierung ist, voranzutreiben. Die Photovoltaik nimmt hierbei neben der Windenergie eine entscheidende Rolle ein. F\u00fcr einen schnellen Ausbau der solaren Stromgewinnung ist die kosteng\u00fcnstige Produktion von hocheffizienten Modulen wichtig. Hierf\u00fcr sind Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellen, f\u00fcr die der theoretisch erreichbare Wirkungsgrad bei 43,7% und damit deutlich \u00fcber dem f\u00fcr Siliziumsolarzellen von 29.56% liegt, sehr vielversprechend. Der aktuelle Rekord liegt mit 29.5% bereits \u00fcber dem f\u00fcr Silizium-PV von 26.7%. Die Materialkosten f\u00fcr Perowskit-Top-Zellen sind aufgrund der geringen Schichtdicke und der guten Verf\u00fcgbarkeit der Ausgangsmaterialien in der Erdkruste gering. Der Kern dieses Promotionsvorhabens ist die Verschaltung dieser hocheffizienten Zellen mit geringen Verlusten zu langzeitstabilen Modulen. Das Verwenden industrietypischer Materialien und Prozesse f\u00fcr die Modulintegration und die Silizium-Bottom-Zelle sollen die schnelle und g\u00fcnstige \u00dcbertragung in die Praxis erleichtern. Durch die hocheffizienten Module kann der Fl\u00e4chenbedarf f\u00fcr den zum Gelingen der Energiewende n\u00f6tigen Ausbau der Photovoltaik im Vergleich zu heutigen Modulen deutlich verringert werden. Mit Ertragssimulationen werden die Ertr\u00e4ge unter bestimmten Randbedingungen wie dem Anstellwinkel bestimmt. Dabei werden der unterschiedliche Einstrahlwinkel \u00fcber den Tagesverlauf und der spektrale Wirkungsgrad der Perowskit-Silizium-Tandem-Zellen ber\u00fccksichtigt und R\u00fcckschl\u00fcsse auf die gewonnene Fl\u00e4chenersparnis gezogen. Durch eine Erh\u00f6hung des Modulwirkungsgrades sollen Fl\u00e4chennutzungskonflikte, z.B. mit der Landwirtschaft, entsch\u00e4rft, die Stromgestehungskosten gesenkt und neue Anwendungen wie beispielsweise fahrzeug- und geb\u00e4udeintegrierte PV rentabel werden. Auf begrenzten Fl\u00e4chen, wie der Dachfl\u00e4che eines Mehrfamilienhauses, kann die Stromerzeugung durch Module mit h\u00f6herem Wirkungsgrad erh\u00f6ht werden, wodurch die Teilhabe der Bev\u00f6lkerung durch Mieterstrommodelle zunehmen kann. Das Senken der Stromgestehungskosten kann f\u00fcr mehr soziale Gerechtigkeit sorgen, da Energiekosten bei einkommensschwachen B\u00fcrgern einen gr\u00f6\u00dferen Anteil ihres Einkommens ausmachen. Diese gesellschaftlichen Potentiale sollen in Zusammenarbeit mit dem Institut f\u00fcr Umweltplanung der Leibniz Universit\u00e4t Hannover untersucht werden. Eine Herausforderung dieser Technologie ist das Verwenden bleihaltiger Perowskite, da ein Bleiaustritt aus den Modulen verhindert werden muss. Neben den \u00f6kologischen Folgen w\u00e4re eine Bleiemission auch f\u00fcr die gesellschaftliche Akzeptanz von PV-Anlagen im Allgemeinen negativ. Da verhindert werden muss, dass die Solarenergie ein der Windenergie \u00e4hnliches Imageproblem bekommt, muss sichergestellt werden, dass das in den Modulen enthaltene Blei nicht ausgewaschen werden und in die Umwelt gelangen kann. Dies soll durch eine hermetisch dichte Verkapselung der Zellen und das Verwenden von adsorbierenden und selbst-regenerierenden Einkapselungsmaterialien erreicht werden. Um dennoch die \u00f6kologischen Folgen eines Bleiaustritts aus defekten Modulen im Extremfall absch\u00e4tzen zu k\u00f6nnen, sollen die Perowskit-Tandem-Zellen und -Module in Kooperation mit dem Institut f\u00fcr Mineralogie der Leibniz Universit\u00e4t Hannover unter Laborbedingungen k\u00fcnstlichem Regen ausgesetzt werden und eine Spurenanalyse des aufgefangenen Wassers durchgef\u00fchrt werden. Das Wasser soll au\u00dferdem in Bodenproben eingebracht werden, um zu untersuchen wie sich verschiedene Bleiverbindungen in unterschiedlichen B\u00f6den ausbreiten w\u00fcrden. Auch die juristischen Fragen in Bezug auf das Verwenden kritischer Materialien, insbesondere die RoHS-Richtlinie, sollen nicht au\u00dfer Acht gelassen werden, um eine schnelle Industrieimplementierung zu erm\u00f6glichen. Durch die Entwicklung hocheffizienter Perowskit-Silizium-Tandem-Module soll unter Ber\u00fccksichtigung der \u00f6kologischen Auswirkungen ein Beitrag zum Umstieg auf Treibhausgas-neutrale Stromerzeugung geleistet werden. Die aus dem erh\u00f6hten Wirkungsgrad resultierende Reduktion der Stromgestehungskosten und des Fl\u00e4chenbedarfs f\u00fcr PV-Anlagen sollen die Sozialvertr\u00e4glichkeit der Energiewende verbessern und neue Anwendungsgebiete er\u00f6ffnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Um dem Klimawandel entgegen zu wirken, ist es essentiell die Wende zu Treibhausgas-neutraler Stromerzeugung, die Ziel des Klimaschutzplans 2050 der Bundesregierung ist, voranzutreiben. Die Photovoltaik nimmt hierbei neben der Windenergie eine entscheidende Rolle ein. F\u00fcr einen schnellen Ausbau der solaren Stromgewinnung ist die kosteng\u00fcnstige Produktion von hocheffizienten Modulen wichtig. Hierf\u00fcr sind Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellen, f\u00fcr die der […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52278","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20020\/639","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Baumann","dbu_stipendiaten_vorname":"Sara","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2020-08-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2023-07-31 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Leibniz Universit\u00e4t Hannover Institut f\u00fcr Materialien und Bauelemente der Elektronik MBE","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Tobias Wietler","dbu_stipendiaten_email_dienst":"sara.baumann@cebaumann.de"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52278","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52278\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":58290,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52278\/revisions\/58290"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=52278"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=52278"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=52278"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}