Kostenguenstige CIS-Duennschichtsolarzellen mit hoechstem Wirkungsgrad - CIS 2000 Schlussbericht

The development of thin film solar cells based on Cu(In,Ga)Se_2 has been continued in view the realisation of high efficiencies and process modification for improved manufacturing. Handling of the deposition systems has been standardised with a software-based process control and connected to a central network for data acquisition and handling. Optimisation of the evaporation process for Cu(InGa)Se_2 absorber layers led to an increase of the efficiency. High efficiency laboratory cells now reach an efficiency of 17.8% (total area 0.5 cm"2, corresponding to 18.9% efficiency related to active device area). Further optimisations concern the optical coupling of light into the cell with regard to the multilayer system of the heterojunction and the reflection at the back contact of the solar cell. Further development related to production included low temperature processes (substrate temperature <450 C, efficiency 14.6%) and cells with thin absorber layers (d<0.5 #mu#m, efficiency 10.6%). By reducing the sum of the processing time for the deposition of the single layers of the cell to <15 min (absorber layer <8 min) still values of 9-10% are reached. Cells with Cu(Ga,In)(Se,S)_2 absorber layers exhibit open circuit voltages of 0.8V and efficiencies close to 14% and 0.9V at an efficiency close to 10%. Solar cells with kesterite Cu_2ZnSnS_4 absorbers show efficiencies of 2-3%. (orig.)Die Technologien fuer Cu(In,Ga)Se_2 Zellen wurden bezueglich hoher Wirkungsgrade und fertigungsrelevanter Modifikationen der Absorberschichten weiterentwickelt. Mit einer softwarebasierten Prozesssteuerung wurde die Bedienung der Aufdampfanlagen weitgehend standardisiert. Ferner wurden die Anlagen an ein zentrales Datennetz angeschlossen. Optimierung des Aufdampfprozesses fuer CIGS Absorberschichten fuehrte zu einer Steigerung des Wirkungsgrades. Hocheffiziente Laborzellen erreichen nun einen Wirkungsgrad von 17,8% (Gesamtflaeche 0,5 cm"2, 18,9% Wirkungsgrad bezogen auf die aktive Flaeche). Weitere Optimierungen betreffen die optische Lichteinkopplung in die Zelle unter Beruecksichtigung des Multischichtsystems im Heterouebergang und des Rueckkontaktes der Solarzelle. Fertigungsrelevante Weiterentwicklungen umfassten Niedertemperaturprozesse (Substrattemperatur <450 C, Wirkungsgrad 14,6%) und Zellen mit duennen Absorberschichten (d<0,5 #mu#m, Wirkungsgrad 10,6%). Bei einer Reduktion der Summe der Prozesszeiten fuer die Deposition der Einzelschichten der Zelle auf <15 min (Absorberschicht <8 min) erreicht der Wirkungsgrad der Zellen noch Werte von 9-10%. Zellen mit Cu(Ga,In)(Se,S)_2 Absorberschichten zeigen Leerlaufspannungen um 0,8V und Wirkungsgrade von nahe 14% bzw. 0,9V und einen Wirkungsgrad von nahe 10%. Solarzellen mit Absorbern aus Cu_2ZnSnS_4 zeigen Wirkungsgrade von 2-3%. (orig.)Available from TIB Hannover: F02B845 / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEBundesministerium fuer Bildung und Forschung, Berlin (Germany)DEGerman

Machbarkeitsuntersuchung von supraleitenden Energiespeichern zur Bereitstellung der Sekundenreserveleistung Abschlussbericht

Im Maerz 1994 wurde das vorliegende Forschungsverbundprojekt von der Siemens AG in Zusammenarbeit mit den Energieversorgungsunternehmen PreussenElektra AG und RWE Energie AG begonnen und nach einer Laufzeit von 25 Monaten im Maerz 1996 abgeschlossen. Die beteiligten Unternehmen bringen durch ihr Know-how als Hersteller von elektrotechnischen Anlagen und Kraftwerken und als Betreiber von Stromversorgungsnetzen und Kraftwerken alle Voraussetzungen mit, die technischen und wirtschaftlichen Randbedingungen fuer den Anwendungsfall zu untersuchen. Das Ziel der Untersuchung war, die technische Machbarkeit und die Wirtschaftlichkeit eines supraleitenden magnetischen Energiespeichers (SMES) fuer den Einsatz zur Bereitstellung der Sekundenreserveleistung zu untersuchen. Hierbei soll der SMES die Primaerregelleistung liefern, die bisher in thermischen Kraftwerken durch die Androsselung der Frischdampfventile aufgebracht worden ist. Fuer die wirtschaftliche Beurteilung soll eine belastbare Kostenbasis erarbeitet werden. Die Kosten fuer eine Erstanlage (einschliesslich Entwicklungskosten und Komponententests) und fuer Folgeanlagen (Serienanlagen) bilden die Grundlage fuer die Entscheidung ueber einen Prototypbau. (orig.)The present integrated research project conducted by Siemens AG in cooperation with the power supply companies PreussenElektra AG and RWE Energie AG was started in March 1994 and finally concluded in March 1996 after a run time of 25 months. On the strength of their know-how as manufacturers of electrotechnical installations and power plants the cooperating partners were fully equipped to examine the technical and economic conditions relevant to the practical application of superconducting energy storages. The aim of the study was to examine the feasibility and economic efficiency of superconducting magnetic energy storages (SMES) for instantaneous provision of reserve capacities. The SMES is also to provide the power for primary regulation, a function effected by slight throttling of live steam valves in conventional thermal power plants. A basic cost estimation was made for economic assessment purposes. The estimated cost of the first plant (including development costs and component testing) and subsequent (series produced) plants is to serve as a basis for the ensuing decision on prototype construction. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F97B412+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany)DEGerman