intersolar 2017

•••6••• Innovationen AVANCIS GmbH www.avancis.de Halle: A2 • Stand: 270 EnergyBASE EnBW Energie Baden-Württemberg AG www.energybase.com Halle: B2 • Stand: 117 InnoLas Solutions GmbH www.innolas-solutions.com Halle: A2 • Stand: 455 Solarreinigung Höhentinger GBR www.pv-schutzshop24.de Halle: A3 • Stand: 360 WYNNERTECH S.L. www.wynnertech.net Halle: B3 • Stand: 357 Veranstalter Solar Promotion GmbH www.intersolar.de Messetelegramm Anzeige A promising material Hidden properties of titanium dioxide unveiled Scientists of the Max Planck Insti- tute for the Structure and Dynam- ics of Matter (MPSD) have uncov- ered the hidden properties of titanium dioxide, one of the most promising materials for light-con- version technology. The anatase crystal form of tita- nium dioxide (TiO₂) is one of the most promising materials for pho- tovoltaic and photocatalytic appli- cations nowadays. Despite years of studies on the conversion of light absorbed by anatase TiO₂, in- to electrical charges, the very na- ture of its fundamental electronic and optical properties remained still unknown. Scientists from the MPSD used a combination of cutting-edge steady-state and ul- trafast spectroscopic techniques, as well as theoretical simulation tools to elucidate these funda- mental properties of anatase TiO₂. Their work is published in Nature Communications. Anatase TiO₂ is involved in a wide range of applications, ranging from photovoltaics and photo- catalysis to self-cleaning glasses, and water and air purification, all of which are based on the absorp- tion of light and its subsequent conversion into electrical charges. Given its widespread use in vari- ous applications, TiO₂ has been one of the most studied materi- als in the twentieth century, both experimentally and theoretically. Paradoxically, the very nature of what it is that actually absorbs light was unclear. When light is shined on a semiconductor ma- terial, either free negative charg- es (electrons), positive charges (holes) or bound electron-hole pairs (excitons) are generated. Ex- citons can transport both energy and charge and are the basis of an entire field of next-generation electronics, called “excitonics”. So far we have lacked the ability to clearly identify the nature and properties of the physical object that absorbs light and character- izes the properties of TiO₂. The group of Prof. Angel Rubio at the Theory Department of the MPSD along with its international collaborations have solved this problem using a combination of state-of-the-art first-principles theoretical tools along with cut- ting-edge experimental methods: steady-state angle-resolved pho- toemission spectroscopy (ARP- ES), which maps the energetics of the electrons (band-structure) along the different axis in the solid; and spectroscopic ellip- sometry, which determines the macroscopic optical parameters (dielectric constant, etc.) of the solid with precision and ultrafast two-dimensional deep-ultraviolet spectroscopy, which is for the first time used in the study of ma- terials. TPedge-Modul mit 2-mm-Dünnglas während der Flächenlastprüfung Foto: Fraunhofer ISE Modulkonzept mit hoher Zuverlässigkeit Prüftest bestanden: Neuartige TPedge- Module mit erhöhter Alterungsstabilität D as TPedge-Konzept reduziert die Mate- rial- und Produktionskosten von Modu- len, indem es auf Einkapselungsfolien und den Laminationsprozess verzichtet. Gleich- zeitig erhöht es die Alterungsstabilität der PV-Module erheblich. Im Projekt „TPedge“ haben Forscher des Fraunhofer ISE gemein- sam mit Partnern Prozesse entwickelt, um die neuartigen PV-Module industriell her- zustellen. Zahlreiche Prototypen wurden jetzt umfangreich geprüft und die hohe Zu- verlässigkeit des Modulkonzepts bestätigt. TPedge-Module sind randversiegelte Dop- pelglas-Module mit einer großen Ähnlich- keit zu Isolierglasfenstern. Die Solarzellen werden im gasgefüllten Scheibenzwischen- raum mithilfe kleiner Klebstoff-Pins befes- tigt. TPedge verzichtet auf traditionelle Ein- kapselungsfolien sowie den Modulrahmen und spart daher nicht nur Materialkosten, sondern auch den zeitaufwendigen Lamina- tionsprozess. Im Projekt „TPedge – Entwicklung einer Technologie für randversiegelte Solarmo- dule“ hat das Fraunhofer ISE mit einem In- dustriepartner Prozesse für die industrielle Herstellung des neuartigen Solarmodulkon- zepts entwickelt. „Der Sprung vom Labor- prototyp zur industriellen Standardmodul- größe (60-Solarzellen) ist uns erfolgreich gelungen“, sagt Max Mittag, Projektleiter am Fraunhofer ISE. Das Fraunhofer ISE konnte in seinem PV Module-TEC (Module Technology Center) automatisierte Produktionssysteme für TPedge-Module in Betrieb nehmen und zahlreiche Prototypen mit unterschiedli- chem Aufbau herstellen. Die Prozesse für die industrielle Herstellung wurden weiter- entwickelt und optimiert. Durch den Ein- satz von 2-Millimeter-Dünngläsern konn- te außerdem eine Gewichtsreduktion der TPedge-Module um 30 Prozent erreicht werden, verglichen mit der Ausführung in 3-mm-Doppelglas. Die hergestellten Proto- typen wurden umfangreichen Modulprü- fungen gemäß IEC 61730/61215 unterzogen. Die Ergebnisse bestätigen die hohe Bestän- digkeit und technische Reife des Modulkon- zepts. Elektrolumineszenz-Aufnahmen der ge- prüften Module nach 4000 Stunden Feuchte-Wärme-Prüfung (85 Grad Cel- sius, 85 Prozent relative Luftfeuchte); TPedge-Modul (links), Glas-Glas-Lami- nat (Mitte), Glas-Folie-Laminat (rechts) Foto: Fraunhofer ISE Lattice structure of anatase TiO 2 with a graphical represen- tation of the 2D exciton that is generated by the absorption of light. This 2D exciton is the lowest energy excitation of the material. Photo: MPSD