Forschung & Entwicklung
Potential für die Energiewende:
„… Im Vergleich zur konventionellen Silizium Wafertechnologie wird aus dem Äquivalent aus Fensterglas nur ein Bruchteil der Energie benötigt …“
Crystalline Silicon Synthesis (CSS) from Glass
Darum geht es
Das Projekt verfolgt einen völlig neuen Ansatz zur Herstellung von kristallinem Silizium, z.B für Solarzellen. Frau Dr. Ingrid Schall, hat mit ihrer Idee Crystalline Silicon Synthesis (CSS) eine neue Grundlage in der Photovoltaik geschaffen, die nicht nur einfach und umweltfreundlich ist,
sondern auch extrem wenig Energie benötigt. Voraussichtlich werden die Zellen erheblich preisgünstiger sein als heute. Damit werden sie das Potential haben, den Solarzellen Markt in Deutschland deutlich zu beleben.
Hintergrund und Erkenntnisse
Ein aluminothermischer Reduktionsprozess kommt zur Anwendung:
4 Al + 3 SiO2 → 3 Si + 2 Al2O3
Die Grundbestandteile sind Fensterglas und Aluminium, ein effektiverer Prozess ist kaum vorstellbar. Zwei schon absolvierte Studien, gefördert von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU AZ 32945_01 /_02), zeigen die Machbarkeit und die elektronische Eignung des synthetisierten Siliziums mit erstaunlich guten Ergebnissen. Das neue Verfahren ist international angemeldet:
PCT/EP2017/072642 WO/2018/050565
Wie es dazu kam
Das EZN unterstützt uns bei der Patent-Recherche und stellte den Kontakt zum Institut für Halbleitertechnik (IHT) der Technischen Universität Braunschweig her.
Mit dabei
Kooperationspartner sind das Institut für Halbleitertechnik der TU Braunschweig und das Institut für Chemie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg.
Meilensteine
Das CSS-Substrat wurde in seiner Qualität erfolgreich weiter entwickelt.
Große CSS-Substrate verlässlicher Güte stehen im Labormaßstab für den nächsten Schritt, Evaluierung der finalen elektrischen Funktionen, wie Dotierung, Passivierung und Kontaktierung von Solarzellen, zur Verfügung.
Ende des Jahres sind die Arbeiten dafür schon angeschoben worden. Die Projektleitung hat die TU Braunschweig, während Dr. Ingrid Schall mit fachlicher Beratung kooperiert.
Die Bereitstellung des erforderlichen CSS Substrat Materials übernimmt die sameday media GmbH als Hersteller und Lieferant.
Fortschritte auf dem Weg zur Solarzelle:
– Das Kristallwachstum der Halbleiterschicht wurde weiter optimiert, die aktive Fläche ist um den Faktor 4 vergrößert. – Die für eine Solarzelle erforderliche Rückseitenkontaktierung und die Lebensdauer der lichtgenerierten Ladungsträger, wurde weitgehend erforscht und ist gewährleistet. Der Start zur Entwicklung photoelektrischer Anwendungen ist erfolgt, ein erheblicher Teil der Wegstrecke zur Solarzelle ist zurückgelegt.
(Streichholz zum Größenvergleich)
Die Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt ist aufgrund der Erreichung des Maximalkontingentes zum Ende des Jahres ausgelaufen.
Nominierungsurkunde
Von links:
– Minister für Wissenschaft und Kultur in Niedersachsen, Björn Thümler
– Geschäftsführerin der sameday media GmbH, Dr. Ingrid Schall
– Institut für Halbleitertechnik an der Universität Braunschweig, Prof. Dr. Erwin Peiner
’sameday media‘ bedeutet: Die gute Idee sofort umsetzen, heute noch.
