Recyclingkonzepte für Photovoltaikmodule

Größe: px
Ab Seite anzeigen:

Download "Recyclingkonzepte für Photovoltaikmodule"

Transkript

1 Photovoltaikmodule Recyclingkonzepte für Photovoltaikmodule Laura Benedek, Stefan Luidold, Holger Schnideritsch, Helmut Antrekowitsch 1. Einleitung Funktionsweise von Photovoltaikzellen Typen von Photovoltaikzellen Siliziumsolarzellen Dünnschichtzellen Recycling-Technologien für Dünnschichtmodule Rasterelektronenmikroskopische Untersuchung und thermische Behandlung von PV-Modulen Rasterelektronenmikroskopische Analyse Pyrolyse-Tastversuch Zusammenfassung und Ausblick Literaturverzeichnis Photovoltaikanlagen nehmen im Bereich der erneuerbaren Energiequellen einen immer größer werdenden Stellenwert ein. Im Zuge der wachsenden Nachfrage steigen auch die Mengen an Alt-Modulen, die einem adäquaten Recyclingprozess zugeführt werden sollten. Dies ist wichtig, um zum einen primäre Rohstoffquellen zum Teil kritischer Wertstoffe und zum anderen Deponiekapazitäten zu schonen. Aus diesem Grund ist die Rückgewinnung der in CIGS-Photovoltaikmodulen enthaltenen Materialien, vor allem Metalle und Glas, von großer Bedeutung. Bis dato gibt es für neuartige Entwicklungen der Dünnschicht-Module wenig bis keine marktfähigen Recyclingprozesse. Am Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie der Montanuniversität Leoben erfolgten Untersuchungen erster Aufbereitungsschritte von Dünnschicht-Zellen, genauer CIGS-Modulen. Als geeigneter Vorbereitungsschritt stellte sich beispielsweise die Pyrolyse dar. 1. Einleitung Im Bereich erneuerbarer Energien zählen Photovoltaikanlagen zu den vielversprechendsten Technologien. Insbesondere Dünnschichtzellen gewinnen aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile, wie geringe Produktionskosten als auch einen niedrigen Materialund Energiebedarf während der Herstellung, immer mehr an Bedeutung. 231

2 Benedek, Luidold, Schnideritsch, Antrekowitsch Derzeit beträgt der jährliche, weltweite Energieverbrauch in etwa 10 TW pro Jahr, wobei dieser bis 2050 auf etwa 30 TW pro Jahr ansteigen soll. Um diesen Bedarf decken zu können, ist neben der Verwendung herkömmlicher Energiequellen (Gas, Öl usw.) auch die Nutzung erneuerbarer Energieträger zu forcieren. Die schnelle Entwicklung, das Wachstum des Photovoltaik-Marktes und die in Zukunft dadurch bedingten Mengen an End-of-Life-Abfällen (EoL) benötigen eine Entwicklung des PV-Modul-Recyclings, wobei dieses im Sinne der Nachhaltigkeit als auch möglicher Versorgungsengpässe in Bezug auf die Halbleitermaterialien (Indium, Gallium usw.) durchzuführen ist. Die voraussichtliche Lebensdauer von Dünnschichtzellen beträgt etwa 25 bis 35 Jahre. Umso wichtiger wird dann das End-of-Life-Management in Abhängigkeit von den installierten PV-Module, da die in den Panelen enthaltenen Metalle zum Teil gefährliche Eigenschaften aufweisen und bei unsachgemäßem Recycling beziehungsweise einer Entsorgung die Umwelt gefährden können. Um eine adäquate Rückgewinnung der enthaltenen Metalle zu gewährleisten, ist die Infrastruktur einer metallurgischen Industrie als auch das dazugehörige Know-How von Nöten. Bei einer Entsorgung der PV-Module gehen die darin enthaltenen kritischen Metalle verloren, was in weiterer Folge zu einer Abhängigkeit an primären Rohstoffen und damit verbundenen Versorgungsengpässen aufgrund der relativ niedrigen weltweiten Produktionsmengen führt (Tabelle 1) [1, 2, 3, 4, 5]. Tabelle 1: Primärproduktion einiger Metalle aus PV-Modulen Element Produktion Produktion Produktion Produktion Tonnen Cu (1.000) In Ga Se Mo Cd Zn (1.000) Quellen: USGS National Minerals Information Center: Cadmium. Online: cadmium/mcs-2012-cadmi.pdf. Abruf: USGS National Minerals Information Center: Copper. Online: mcs-2012-coppe.pdf. Abruf: USGS National Minerals Information Center: Gallium. Online: mcs-2012-galli.pdf. Abruf: USGS National Minerals Information Center: Indium. Online: mcs-2012-indiu.pdf. Abruf: USGS National Minerals Information Center: Molybdenum. Online: Abruf: USGS National Minerals Information Center: Selenium. Abruf: USGS National Minerals Information Center: Zinc. Online: zinc.pdf. Abruf: Studien belegen, dass im Jahr 2013 bei einigen Technologiemetallen, wie Indium oder Gallium, der Verbrauch größer ist als die derzeitige Weltproduktion. Aus diesem Grund ist auch das angedachte verstärkte Recycling dieser Metalle aus künftigen EoL- Modulen essenziell [3]. 232

3 Photovoltaikmodule Die Hauptabnehmer der Solartechnologie sind hauptsächlich die USA, Japan, die Europäische Union (größtenteils Deutschland) und China/Taiwan. Die Jahresproduktion an Photovoltaikzellen betrug im Jahr MW (USA), 1,5 GW (Japan), 1,93 GW (EU) sowie 5,19 GW (China/Taiwan). Zu den größten Produzenten zählen beispielsweise First Solar, Suntech Power oder Sharp. Im Jahr 2009 sind unter anderem MW c-si- und 166 MW CIGS-Zellen hergestellt worden [5]. Die heutzutage wichtigsten Anwendungen von Photovoltaikanlagen sind [13]: Anlagen für netzisolierte Nutzer, Anlagen, welche an das Niederspannungsnetz angebunden sind und Solarstromkraftwerke, mit Anschluss an Mittelspannungsnetze. Die wichtigsten Vorteile solcher Anlagen sind [13]: Stromerzeugung, dort wo sie gebraucht wird, keine Erzeugung/Freisetzung verunreinigender Stoffe, Einsparung fossiler Brennstoffe, Zuverlässigkeit der Anlage, weil es keine beweglichen Bauteile gibt, reduzierte Betriebs- und Instandhaltungskosten und Modularität des Systems. Momentan sind die Anschaffungskosten für eine neue Anlage relativ hoch, da der Markt unter den technischen und ökonomischen Gesichtspunkten noch nicht völlig ausgereift ist [13]. Typische Anwendungsgebiete für die Photovoltaikanlagen ist in Bild 1 zu sehen. Hier stellen netzgekoppelte Systeme und die industrielle Verwendung die größten Einsatzbereiche dar [14]. netzgekoppelte Anlagen 35 % industrielle Anwendungen 27 % Bild 1: Konsumprodukte 15 % ländliche Elektrifizierung, netzfern 22 % Anwendungsgebiete der Photovoltaik Quelle: Regenerative Energiequellen: 7 Photovoltaik. Online: https://www.iee.tuclausthal.de/fileadmin/downloads/scripte/ W8830N_K7.pdf. Abruf:

4 Benedek, Luidold, Schnideritsch, Antrekowitsch 2. Funktionsweise von Photovoltaikzellen Das Prinzip einer Photovoltaikanlage (PV-Anlage) beruht auf dem photoelektrischen Effekt, welcher bewirkt, dass das Sonnenlicht direkt und unmittelbar ohne Brennstoff in elektrische Energie umgewandelt wird. Hierbei sind vorwiegend geeignete Halbleitermaterialien zu dotieren, um eine Stromerzeugung zu ermöglichen, falls sie dem Sonnenlicht ausgesetzt sind [13]. Die jährliche Stromerzeugung hängt von verschiedenen Faktoren ab [13]: Einfall des Sonnenlichts am Installationsort, Neigung und Orientierung der Module, Vorhandensein einer Beschattung oder nicht und technische Leistung der Anlagenkomponenten. Eine typische PV-Anlage besteht im Grunde aus einem Generator (Solarzellen), einer Tragstruktur, um die Panele am gewünschten Ort zu installieren, einem System zur Kontrolle und Regelung der Leistung, einem Akkumulator, Schaltschränken für die Schalt- und Schutzgeräte und den Verbindungskabeln. Die Funktionsweise wird anhand des Photovoltaik-Generators erläutert [13]. Photovoltaik-Generator Das essenzielle Bauteil einer PV-Anlage stellt die Solarzelle dar, welche das Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umwandelt. Eine solche Zelle besteht aus einer dünnen Scheibe eines Halbleitermaterials, in der Regel Silizium, mit einer Schichtstärke von etwa 0,3 mm und einer Oberfläche von 100 bis 225 cm 2. Das Silizium wird durch eine entsprechende Dotierung behandelt, da es sich um einen extrinsischen Halbleiter handelt. Diesem müssen Fremdatome zugeführt werden, um zusätzliche Energieniveaus zu erreichen, was im Gegensatz zu intrinsischen (reinen) Halbleitern nicht der Fall ist [14]. Unter einer Dotierung wird das Einbringen von höher (n-dotierung) oder niedrig (p-dotierung)-wertigen Atomen in den Halbleiter verstanden [13]. Das Material weist danach einen Überschuss an Löchern bzw. Elektronen auf. Die Anzahl der Fremdatome ist im Verhältnis zu derer der Grundatome relativ niedrig, nichts desto trotz können damit gezielt Eigenschaften des Ausgangsmaterials, meist die elektrische Leitfähigkeit, verändert werden. Im Grenzbereich zwischen den Schichten mit unterschiedlicher Dotierung kommt es zu einer Elektronenwanderung aus dem Bereich mit hoher Elektronendichte (n) in den Bereich mit niedriger Elektronendichte (p), wodurch sich im p-bereich negative Ladungen bilden. Gleichzeitig entstehen im n-bereich bei den Löchern positive Ladungen. Durch diese Ladungsaufteilung entwickelt sich entlang der Grenzschicht ein elektrisches Feld, das sich der weiteren Diffusion elektrischer Ladungen widersetzt. Bei dem Anlegen einer Spannung kann der Strom nur in eine Richtung fließen (Diodenbetrieb) [13]. Der Vorgang ist in Bild 2 dargestellt. 234

5 Photovoltaikmodule n-dotierung: Si Si Si Ph freies Elektron p-dotierung: Si B Loch Si Si Zusammenfügen von n- und p- dotierter Schicht elektrisch neutral nach Si Si Elektronenwanderung positiv geladen elektrisch neutral Si Si Si Ph Si B Si Ladungstrennung durch inneres elektrisches Feld nach Elektronenwanderung negativ geladen Bild 2: Funktionsweise der Dotierung bei Siliziumzellen Quelle: Regenerative Energiequellen: 7 Photovoltaik. Online: https://www.iee.tuclausthal.de/fileadmin/downloads/scripte/w8830n_k7.pdf. Abruf: Wird die Photovoltaik-Zelle dem Sonnenlicht ausgesetzt, so kommt es in dieser zum inneren Photoeffekt, wobei sowohl im n- als auch p-bereich Elektronen-Loch-Paare entstehen. Der innere Photoeffekt tritt ein, wenn ein Elektron aus dem Valenzband eines Materials, wegen der Aufnahme eines ausreichend energetischen Photons (Licht), das auf das Material auftrifft, in das Leiterband aufsteigt. Das innerhalb der Zelle aufgebaute elektrische Feld ermöglicht den Elektronen und Löchern sich voneinander zu trennen und in die dementsprechenden Schichten (p-löcher, n-elektronen) zu wandern. Eine Rückkehr an den ursprünglichen Platz ist aufgrund des elektrischen Feldes nicht mehr möglich. Findet nun ein Anschluss der Grenzschichten an einen externen Leiter statt, so entsteht ein geschlossener Stromkreis, in dem der Strom von der p-schicht mit höherem Potenzial zur n-schicht mit niedrigerem Potenzial fließt, solange die Zelle dem Licht ausgesetzt ist. In Bild 3 ist die Funktionsweise einer Photovoltaik-Zelle schematisch dargestellt [13]. Last Lichteinstrahlung elektrischer Strom Elek- Photonetronenfluss Silizium n-typ pn-grenzschicht Silizium p-typ Bild 3: Funktionsweise einer Solarzelle Lückenfluss Quelle: ABB Sace-A division of ABB S.p.A-L.V. Breakers. In: Technisches Anwendungshandbuch Nr. 10: Photovoltaikanlagen. Abruf: Wichtig ist daher, dass die Solarzelle eine große Oberfläche hat, denn je größer sie ist, desto höher ist der erzeugte Strom [13]. 235

6 Benedek, Luidold, Schnideritsch, Antrekowitsch 3. Typen von Photovoltaikzellen Es gibt unterschiedliche Photovoltaik-Technologien, welche verschiedene Halbleitermaterialien nutzen. Bild 4 soll dazu einen Überblick von verschiedenen Zelltypen geben, welche nachfolgend näher beschrieben werden [2]. Photovoltaik Siliziumbasierte Technologien (1. Generation) Verbindungshalbleiter Technologien (2. Generation) Zukünftige Technologien (3. Generation) Kristalline Siliziumzellen Dünnschicht- Silizium Gallium- Arsenid organische PV Poly Crystalline Cadmium- Tellurid Mono asi/μcsi Chalcopyrite (CIS/CIGS) Bild 4: Überblick unterschiedlicher Photovoltaik-Technologien Quelle: Wade, A.: 18. Kolloquium Abfall & Altlasten aktuell-recyclingpotentiale bei Photovoltaikanlagen. Online: tu-dresden.de/die_tu_dresden/fakultaeten/fakultaet_forst_geo_und_hydrowissenschaften/fachrichtung_wasserwesen/iaa/service/ skripte/ws_11_12/18_kolloqu_iaa_2011_12/120112%20vl%20wade_photovoltaikanlagen.pdf. Abruf: , Siliziumsolarzellen Die traditionellen Zelltypen aus Silizium basieren auf einer Dickschichttechnologie und stellen etwa 85 Prozent des weltweiten Photovoltaikmarktes dar. Es bestehen weitgehend fortgeschrittene und ausgeklügelte Herstellungsprozesse, welche durch zahlreiche technische Erneuerungen ständig den Zellwirkungsgrad erhöhen und die Energierücklaufzeit optimieren. Durch die wachsenden Absatzzahlen dieses Photovoltaiktyps kam es in regelmäßigen Abständen zu enormen Nachfragen an hochreinem Silizium und in weiterer Folge zu Versorgungsengpässen [16]. Derzeit zählen Siliziumsolarzellen noch immer zu den am häufigsten installierten Zellen, wobei in zwei Kategorien unterschieden wird: Monokristalline Zellen Diese bestehen aus homogenen, hochreinen Siliziumeinkristallen. Der zur Herstellung benötigte monokristalline Siliziumblock hat eine zylindrische Form mit einem Durchmesser von 13 bis 20 cm und eine Länge von 200 cm und entsteht durch das Wachstum eines fadenförmigen Kristalls bei langsamer Umdrehung. Dieser Zylinder wird anschließend in Schichten mit 200 bis 250 µm zersägt und oberflächenbehandelt, um mögliche Reflexionsverluste zu minimieren. 236

7 Photovoltaikmodule Die Kosten dieser Module belaufen sich auf etwa 3,2 bis 3,5 EUR/W und die Panele zeichnen sich normalerweise durch eine gleichmäßige, dunkelblaue Farbe aus. Einen Nachteil stellt jedoch der relativ hohe Herstellungsaufwand dar [13, 14]. Polykristalline Siliziumzellen In diesen Zellen wachsen die Kristalle in unterschiedlichen Formen und Orientierungen. Den irisierenden Charakter erhalten die Zellen durch die ungleichmäßige Orientierung der Kristalle und dem damit verbundenen unterschiedlichen Verhalten gegenüber dem Licht. Ein polykristalliner Siliziumblock wird mithilfe eines Schmelzund Gießverfahrens in einem quaderförmigen Behälter hergestellt. Die Wafer (hauchdünne Scheiben) weisen eine eckige Form, typische Streifen und eine Stärke von 180 bis 300 µm auf. Die Wirkleistung liegt unter der des monokristallinen Panels, dafür ist auch der Preis mit 2,8 bis 3,3 EUR/W und der Herstellungsaufwand geringer [13, 14] Dünnschichtzellen Um einen Gegenpart zu den kosten- und energieintensiven Dickschichtzellen zu schaffen, wurde die Entwicklung von Dünnschichtzellen forciert. Diese Vertreter benötigen kein Silizium und weisen ein hohes Potenzial auf. So wächst der Dünnschichtmarkt wesentlich schneller als jener der gesamten PVs und in einigen Einsatzbereichen, wie den Freiflächenanlagen oder Kleinanwendungen, dominieren sie bereits. Generell wird erwartet, dass die Dünnschichtzellentechnologie jene der Dickschichtzellen überholt, wobei der Wirkungsgrad derzeit noch geringer ist. Bislang wurden in Labormaßstäben Wertegrade von bis zu 19,2 Prozent (CIGS) und 16,5 Prozent (CdTe) erzielt. Aufgrund der relativ jungen Technologie bestehen jedoch noch sehr große Entwicklungspotenziale im Bereich der Fertigung. Die meisten Dünnschichtzellenverfahren befinden sich in der Übergangsphase zwischen Pilot- und Massenfertigung [16]. Polykristalline Dünnschichtzellen sind für diverseste Anwendungen wichtig, da sie eine hohe Effizienz, eine konstante Lang-Zeit-Leistung und das Potenzial geringer Produktionskosten aufweisen [17]. Die Zellen sind aus einem Halbleitermaterial aufgebaut, welches beispielsweise aus einem Gasgemisch auf Trägermaterialien wie Glas, Polymere oder Aluminium aufgetragen wird. Diese Trägersubstanzen sind essenziell, weil sie der Mischung physikalische Festigkeit verleihen. Im Gegensatz zu den Silizium-Panelen ist die Halbleiterschicht nicht ein paar hundert, sondern nur wenige µm dick. Aufgrund des flexiblen Trägermaterials kommt es zu einer Rohstoffeinsparung und zu mehreren Möglichkeiten, sie in unterschiedlichen Bereichen einzusetzen [13]. Mögliche Dünnschichtzellen sind: Amorphe Siliziumzellen Dieses Material auf ein Trägermaterial aufgebracht, kann als günstigere Variante im Vergleich zu den kristallinen Silizium-Zellen Verwendung finden. Diese haben jedoch die Tendenz nach etlichen Gebrauchsjahren an Effizienz zu verlieren. Es ist möglich, amorphes Silizium auch auf dünne Träger aus Kunststoff oder flexiblen Substraten 237

8 Benedek, Luidold, Schnideritsch, Antrekowitsch aufzubringen, denn diese tragen zur Verringerung des Gesamtgewichtes bei und sind leichter an gekrümmte Oberflächen anzupassen. Der Wirkungsgrad liegt bei etwa 5 bis 6 Prozent und ist aufgrund der Vielzahl an zu überwindenden Widerständen nicht höher. Der Herstellungsaufwand erweist sich bei diesem Modultyp als relativ gering [14]. Das Tandem-Verfahren bietet die Möglichkeit amorphes Silizium mit kristallinem Silizium zu kombinieren, um höhere Wirkungsgrade und eine längere Langzeitstabilität zu garantieren [13]. CdTeS (Cadmiumtellurid-Cadmiumsulfid)-Zellen CdTeS-Solarzellen sind aus einer p-(cdte) und einer n-schicht (CdS) aufgebaut. Der Wirkungsgrad dieser Zellen liegt bei etwa 10 bis 11 Prozent und ist somit höher als bei jenen mit amorphem Silizium. Sie werden jedoch mit möglichen Umweltproblemen in Verbindung gebracht, obwohl CdTe nicht wasserlöslich und somit stabiler ist als andere cadmiumhaltige Verbindungen. Dieses könnte jedoch unter Umständen, bei unsachgemäßer Handhabung während eines Recyclings oder einer Wiederverwendung zu Problemen führen. CdTe-Module liegen preislich im Bereich 1,5 bis 2,2 EUR/W [13]. GaAs (Galliumarsenid)-Zellen Zellen aus GaAs stellen aufgrund ihres Wirkungsgrades von 25 bis 30 Prozent momentan die interessanteste Technologie dar. Die Kosten der Produktion und die Rohstoffknappheit verhindern jedoch deren Durchbruch. Der GaAs-Einsatz findet bislang hauptsächlich in der Raumfahrt Anwendung. CIS, CIGS, CIGSS (Kupfer-Indium-Diselenid-Legierungen)-Zellen In dieser Technologie, welche sich zum größten Teil noch in der Entwicklung befindet, wird das übliche Silizium durch andere Speziallegierungen ersetzt: Kupfer, Indium und Selenid (CIS) Kupfer, Indium, Gallium und Selenid (CIGS) Kupfer, Indium, Gallium, Selenid und Schwefel (CIGSS) Es handelt sich bei diesen Materialien um ein aktives Halbleitermaterial, welches nur einige Tausendstel Millimeter dick aufgetragen ist. Die Aufdampfung der CIGS-Schicht erfolgt in einer Vakuumkammer auf eine dünne Molybdänschicht (2 µm), welche auf einem Trägermaterial (Glas, 2 mm) aufgebracht ist und als Rückkontakt der Zelle dient. Bei der CIGS-Schicht (3 µm) handelt es sich um die p-leitende Schicht, wohingegen das darüber liegende Material (CdS, 0,05 µm) als n-leitende Schicht fungiert. Bei dem Frontkontakt handelt es sich um ein transparentes und leitfähiges Oxid (0,3 µm), wie beispielsweise ein aluminiumdotiertes Zinkoxid oder einem Indium-Zinnoxid (ITO). Generell sind diese Module nur als Glas-Glas-Standard-Module erhältlich. Das heißt die Dünnschichten sind auf einer Glasscheibe aufgedampft und auf der anderen Seite wird eine Glasscheibe auflaminiert, so dass ein einbaufähiges Modul hergestellt werden kann [18]. 238

9 Photovoltaikmodule Dieses Deckglas ist zumeist eisenarm und manchmal mit Aufdrucken bzw. Anti-Reflex- Beschichtungen überzogen. Das Deckglas als auch, falls vorhanden, das rückwärtige Glas sind jeweils mit einem Kunststoffkleber aus Ethylen-Vinylacetat (EVA) beklebt. Diese Folie dient der Einkapselung und besteht zumeist aus einem Thermoplast. Nach dem Laminierungsschritt wird aus dem Thermoplast ein Elastomer, welches sich nicht weiter schmelzen lässt. Aus Gründen der Stabilität und des Schutzes der Module erfolgt deren Einrahmung, wobei das Material von der Größe und dem Design abhängig ist. Der Rahmen und die Verbindungskabel können ohne Schwierigkeiten vom Modul abgetrennt werden. Rahmenlose Module sind ebenfalls sehr häufig und finden, aber nicht ausschließlich, für strukturell integrierte Dächer und Fassaden Verwendung [19]. In Bild 5 ist so eine CIGS-Zelle schematisch dargestellt. Substrat - Glas Frontkontakt Fensterschicht CdS (n-leitende Schicht) CIGS-Schicht (p-leitende Schicht) Rückkontakt - Molybdän Substrat - Glas Bild 5: Schematischer Aufbau einer CIGS-Zelle Quellen: Heindl Server GmbH: Photovoltaik-Produktion in der CIGSfab. In: Integrierte Fabriken sorgen für wettbewerbsfähigen Solarstrom. Online: anlage-des-monats/photovoltaik-produktion-in-der-cigsfabintegrierte-fabriken-sorgen-fuer-wettbewerbsfaehigensolarstrom.html. Abruf: Universität Saarland: Über die Herstellung und Optimierung dünner Schichten für Solarzellen auf der Basis von Cu(In, Ga)Se2 (CIGS). Online: knorr/homepages/agschmitt/mueller/abstractcis.htm. Abruf: Komponente Gewichtsanteil Prozent Glasträger 86 Al 9 Kunststoffe 3 Si 0 Cu 1 Sn 0 Pb 0 Ag 0 CdTe 0 In 0,01 Ga 0,01 Ge 0 Se 0,02 andere 1 Der Wirkungsgrad liegt derzeit bei etwa 10 bis 11 Prozent, wobei diesbezüglich eine Langzeitstabilität gegeben ist. Die Produktionskosten liegen momentan zwar bei etwa 2,2 bis 2,5 EUR/W, in absehbarer Zeit werden sich die Kosten jedoch aufgrund der Nachfrage usw. reduzieren [14]. Die durchschnittliche Zusammensetzung einer CIGS-Zelle ist in der Tabelle 2 aufgelistet. Tabelle 2: Zusammensetzung einer CIGS-Zelle Quelle: Wade, A.: 18. Kolloquium Abfall & Altlasten aktuell-recyclingpotentiale bei Photovoltaikanlagen. Online: die_tu_dresden/fakultaeten/fakultaet_forst_geo_und_hydrowissenschaften/fachrichtung_wasserwesen/iaa/service/skripte/ws_11_12/18_kolloqu_iaa_2011_12/120112%20vl%20wade_photovoltaikanlagen.pdf. Abruf: ,

10 Benedek, Luidold, Schnideritsch, Antrekowitsch Dünnschicht-Technologien haben im Vergleich zu jenen mit Silizium noch einen relativ geringen Marktanteil von etwa 7 Prozent. Sie werden jedoch mittel bis langfristig alleine schon wegen einer künftigen Preisreduktion als die bessere Wahl gehandelt. Bei der Schichtaufbringung auf dünne Träger werden Sägeabfälle, wie sie bei kristallinem Silizium entstehen, vermieden. Des Weiteren wird dadurch Energie gespart, was zu einer Reduktion der Payback-Zeit für Module führt. Darunter wird die Zeit verstanden, welche die Anlage in Betrieb sein muss, um diejenige Energie zu erzeugen, die bei ihrer Herstellung benötigt wurde. Bei amorphem Silizium beträgt diese zum Beispiel ein Jahr, zwei Jahre hingegen bei kristallinem Silizium. Dünnschichtmodule haben eine geringere Abhängigkeit des Wirkungsgrades von der Temperatur und können das einfallende Licht besser verarbeiten, auch wenn der Anteil an diffusem Licht größer ist und das Sonnenstrahlenniveau tiefer liegt [13]. In Bild 6 ist eine Prognose der Mengenentwicklung von EoL-Modulen bis zum Jahr 2050 aufgetragen. Typischerweise entspricht die installierte Leistung von 1 MWp (Wattpeak) in etwa 100 Tonnen Modulmaterial. Wie in diesem Bild ersichtlich, steigen die Abfallmengen in den nächsten Jahren enorm an, was eine Erhöhung des Recyclingpotenzials zur Folge hat [15]. Abfallmenge MWp neue Technolgien CIGS CdTe a-si c-si Bild 6: Recyclingpotenzial diverser Modul-Systeme (Abfallmenge in MWp) Quelle: Wade, A.: 18. Kolloquium Abfall & Altlasten aktuell-recyclingpotentiale bei Photovoltaikanlagen. Online: fakultaeten/fakultaet_forst_geo_und_hydrowissenschaften/fachrichtung_wasserwesen/iaa/service/skripte/ws_11_12/18_ kolloqu_iaa_2011_12/120112%20vl%20 Wade_Photovoltaikanlagen.pdf. Abruf: , Recycling-Technologien für Dünnschichtmodule Bereits in den 1990ern sind erste Recycling-Strategien in Bezug auf Dünnschicht- Photovoltaik-Module entwickelt worden. Aufgrund der steigenden Nachfrage haben sich die diesbezüglichen Aktivitäten seit 2000 stark erhöht [1]. Eine Evaluierung zeigte, dass es derzeit nur zwei marktfähige Technologien zum Photovoltaikrecycling gibt. Eine sieht die Behandlung von kristallinen Silizium-Zellen vor und das andere Verfahren dient der Aufbereitung der CdTe-Zellen mittels mechanischer 240

11 Photovoltaikmodule und chemischer Prozesse (First Solar). Für alle anderen Dünnschichtzellen sind die Recyclingtechnologien noch in Entwicklung bzw. bislang hauptsächlich im Labormaßstab getestet. Diese sind beispielsweise im Status der Technikumsentwicklung bzw. in Pilotanlagen erprobt und umgesetzt (Sunicon/Suncycle/Loser Chemie/Umicore usw.) [1]. Die nächste Darstellung (Bild 7) soll den Aufbau eines möglichen Photovoltaikrecyclings zeigen: Glasherstellung Halbleiter Raffination (CIGS/CdTe) Modulkomponenten Modulproduktion Modulverwendung End-of-Life Sammlung und Transport Demontage thermischer Modulaufschluss phys.-chem. Modulaufschluss mechanischer Modulaufschluss Halbleiter Ablösung der Halbleiterschichten Trennung der Materialfraktionen Glasprodukte Glas Halbleiter Kunststoffe und Modulkomponenten stoffliche Verwertung thermische Verwertung Bild 7: Schema eines Dünnschicht-Modulrecyclings von First Solar Quelle: Wade, A.: 18. Kolloquium Abfall & Altlasten aktuell-recyclingpotentiale bei Photovoltaikanlagen. Online: tu-dresden.de/die_tu_dresden/fakultaeten/fakultaet_forst_geo_und_hydrowissenschaften/fachrichtung_wasserwesen/iaa/service/ skripte/ws_11_12/18_kolloqu_iaa_2011_12/120112%20vl%20wade_photovoltaikanlagen.pdf. Abruf: , Im Grunde ergeben sich bei Photovoltaikzellen drei unterschiedliche Abfallgruppen [19]: Defekte Photovoltaikmodule, EoL-Module und Produktionsabfälle (Module oder Laminate), Produktionsabfälle aus dem Abscheidungsprozess (Filterstaub usw.), wobei es sich in der Regel um eine Mischung aus Dünnfilmmaterialien, Schleifmitteln und Oberflächenmaterialien von Anlagenkomponenten handelt und Unvollständig genutztes reines Rohmaterial (z.b. Sputter-Targets) 241

12 Benedek, Luidold, Schnideritsch, Antrekowitsch Prinzipiell ist das Recycling von Dünnschicht-Zellen in drei wesentliche Schritte einzuteilen [19]: Teilablösung der Folie oder Umhüllung durch physikalische (Schreddern, Mahlen), chemische oder thermische Zersetzung, beziehungsweise durch kryogene Versprödung, Entfernung der Glasbeschichtung und Trennung der metallischen (Halbleiter, Metalle) von der nichtmetallischen (Glas, Folie) Fraktion und Extraktion und Raffination von Elementen. Im Folgenden wird näher auf die einzelnen Teilschritte des Photovoltaikzellen-Recyclings eingegangen. Delaminierung Den ersten Schritt des Recyclings stellt das Aufbrechen der Laminatschicht dar, welche das intakte Modul vor dem Eindringen von Feuchtigkeit und vor mechanischen Belastungen während der gesamten Lebensdauer von etwa 25 Jahren schützt. Früher kamen hauptsächlich Einkapselungen zum Einsatz, welche immer mehr von Klebstoffen abgelöst wurden, die ein Recycling bzw. ein Ablösen von den Modulen jedoch nicht zwangsläufig einfacher machen. Eine Möglichkeit der Delaminierung stellt das physikalische Aufbrechen der Schichten mittels Schreddern oder Mühlen dar. Diese Aggregate haben sich als passend erwiesen und finden beispielsweise schon im Recyclingprozess bei First Solar Anwendung. Während eines physikalischen Schrittes werden die Module zerkleinert und in kleine Teilchen gemahlen. Es ist damit allerdings nicht möglich, die Halbleiterschicht vollständig von dem Glassubstrat zu trennen, denn die Laminierfolie schält sich nur teilweise vom Glas ab, weswegen anschließend andere Verfahrensschritte zur adäquaten Aufbereitung folgen müssen [19]. Tabelle 3: Darstellung unterschiedlicher Delaminierungsprozesse mit Vor- und Nachteilen Prozess Status Vorteile Nachteile Physikalische Abtrennung Markt Behandlung Mischung unterschiedlicher unterschiedlicher Abfalltypen Materialtypen, keine Abtrennung der EVA-Schicht, Staubbildung mit Schwermetallinhalten, hoher Feinfraktionanteil Solvent-Extraktion Forschung Trennung von Glas und Delaminierungszeit ist organischer Ummantelung, flächenabhängig, wiederverwendbare Lösung, Laminierungsfolie schwillt energetische Nutzung an, da sie nicht vollständig oder Wiederverwendung vom Glas abgetrennt organischer Komponenten werden kann Wasserstrahlschneiden Forschung keine Abgasreinigung keine vollständige notwendig, Abtrennung der chemische Behandlung ohne EVA-Schicht, teures weitere Schritte möglich und kompliziertes Verfahren 242

13 Photovoltaikmodule Tabelle 3: Darstellung unterschiedlicher Delaminierungsprozesse mit Vor- und Nachteilen Fortsetzung Prozess Status Vorteile Nachteile Pyrolyse Pilot organische Komponenten Hoher Energieverbrauch, verbrennen ohne Rückstand langsamer Prozess, thermische Behandlung führt zu Glasbruch, benötigt Gaswaschververfahren Bestrahlung Forschung leichter Zugang zur langsamer Prozess, EVA-Folie kostspielige Ausstattung Quelle: Marwede, M. et al.: Recycling paths for thin-film chalcogenide photovoltaic waste Current feasible processes. In: Renewable Energy, Ausgabe 55, Seite , 2013 In Tabelle 3 sind mehrere Prozesse in unterschiedlichen Entwicklungsstadien mit ihren Vor- und Nachteilen aufgelistet. Entmantelung und Trennung nichtmetallischer Verbindungen aus Metallverbunden Nach der Abtrennung des Laminates können die Dünnschichtmaterialien vom Substrat entfernt werden. Hierzu gibt es mehrere Varianten, sowohl für intakte Dünnschicht- Panele als auch für bereits gebrochene Module. Gebrochene Module sind in einem weiteren Schritt nochmals zu zerkleinern und danach in einem Mischer nassmechanisch zu behandeln, um den vollständigen Abrieb der Halbleitermaterialien von dem Trägerglas zu gewährleisten. Nach Beendigung des Verfahrens ist das Gemisch aus Halbleiter, Glas und EVA-Folie zu spülen und in einzelne Fraktionen zu trennen. In weiterer Folge verbleibt die Glasfraktion > 150 mm im Rückstand, die Fraktion < 150 mm, welches ein Vorkonzentrat aus Halbleitermaterialien und Glasstaub enthält, wird einem Flotationsprozess zugeführt [19]. Für intakte Module wurde ein Verfahren (Vakuum-Strahl-Pilot-Anlage) entwickelt, welches es ermöglicht, die aktive Dünnschicht vom intakten Trägerglas bei minimalem Glasverlust zu entfernen. Im zweiten Schritt findet die Abtrennung des Schleifmittels von den Wertstoffen mithilfe einer Luft- oder Zyklonabscheidung statt. In diesem Anreicherungsschritt kann eine Konzentrationssteigerung der Wertstoffe auf 25 Prozent erreicht werden. Eine bessere Anreicherung ist durch ein kombiniertes Verfahren von pneumatischen und mechanischen Separationsschritten möglich. Zusätzlich stellen die Fluidisation und die Flotation Alternativen dar, um die Schleifmaterialien von den Wertstoffen zu trennen [19]. Delaminierte Module, Glasbruch, Rückstände oder Abfälle aus der Produktion können sehr gut mit verschiedenen Chemikalien gelaugt werden. Während dieser Prozesse findet eine Lösung der Metalle statt, wobei danach wiederum eine Umwandlung in andere chemische Verbindungen erfolgt. Daher sind weitere Schritte von Nöten, um die Metalle aus diesen gebildeten Verbindungen zu extrahieren [19]. Bislang wurden 243

14 Benedek, Luidold, Schnideritsch, Antrekowitsch diverseste Säuren getestet, welche sich für die Laugung und Rückgewinnung der Dünnschichtmaterialien eignen [19]: Salpetersäure, Schwefelsäure, Salzsäure, Natronlauge und Salzsaure Eisenchloridlösung. Nach einem Laugungsschritt ist es möglich die festen Rückstände (Glas, Laminierfolie usw.) mithilfe mechanischer oder gravimetrischer Fest-Flüssig-Trennung, wie Siebung, Skimmung, Dekantierung, Sedimentation, Filtrierung, Flotation oder Fluidisation abzutrennen [19]. In Tabelle 4 sind mehrere Prozesse in unterschiedlichen Entwicklungsstadien mit ihren Vor- und Nachteilen aufgelistet. Tabelle 4: Zusammenfassung von Entmantelungs- und Separationsprozessen für PV-Module Prozess Status Vorteile Nachteile nass-mechanischer Pilot Keine Chemikaliennutzung, Halbleitermaterialien Abrieb reines Glas sind anzureichern Vakuum-Abstrahlung Pilot Schleif- und Strippmaterial Prozess nur für delaminierte sind in einem geschlossenen Module, System, Hauptziel ist die relativ lange Prozessdauer, Entfernung der Halbleiterschicht, Verunreinigung der Metalle durch reines Glas Schleifmittel, Halbleitermaterialien sind anzureichern Tensid-Anwendung Pilot Tenside sind wiedereinsetzbar, Emulsionen müssen an Zelltypen komplette Ablösung der Metalle angepasst werden, von der Glasschicht, Delaminierungszeit keine mechanische oder von der Fläche abhängig thermische Einwirkung, organische Komponenten bleiben erhalten Laugung Forschung/ komplette Ablösung der Metalle mögliche Einkapselung organischer Pilot/Markt von der Glasschicht, weitere Bestandteile im Glas, hoher Extraktionen der Metalle aus der Chemikalienverbrauch, schwierige Lösung möglich Kontrolle der chemischen Reaktionen, Bildung saurer Dämpfe möglich Ätzen in chlor- Pilot wenige Prozessschritte hoher Energieverbrauch wegen haltiger Gas- hochtemperierter Prozesse, atmosphäre hoher Reinheitsaufwand wegen unterschiedlicher Halbleitern Trocken/nass- Markt keine Chemikaliennutzung, keine Entfernung gelöster mechanische einfacher Prozess,Geräte verfügbar, Feststoffe Prozesse geringer Energieverbrauch Quelle: Marwede, M. et al.: Recycling paths for thin-film chalcogenide photovoltaic waste Current feasible processes. In: Renewable Energy, Ausgabe 55, Seite ,

15 Photovoltaikmodule Metallextraktion und Raffination Um ein Dünnschicht-Modul herzustellen, bedarf es einer Metallreinheit von bis zu 99,999 Prozent. Aus diesem Grund müssen die vorab gewonnenen Metalle angereichert, separiert und raffiniert werden. Bislang sind mehrere Verfahren getestet worden, welche es ermöglichen, Metalle aus Säuren oder anderen Lösungen zu extrahieren. Hierzu zählen beispielsweise die Fällung, Flüssig-Flüssig-Extraktion, Ionen-Austausch, elektrolytische Gewinnung oder Reduktion/Oxidation. Essenziell für die Optimierung der Metallausbeute sind beispielsweise die Konzentration des gewünschten Metalls und die chemische Zusammensetzung. Tabelle 5 zeigt Anreicherungsprozesse im Bereich der Hydro- und Pyrometallurgie [19]. Tabelle 5: Separations- und Anreicherungsprozesse für in PV-Modulen enthaltene Metalle Prozess Status Vorteile Nachteile Hydrometallurgie Markt gewerbliche Anwendung viele Separations- und in kurzer Zeit, geringe und Konzentrierungsschritte, kontrollierbare Emissionen, Anpassung chemischer Prozesse einfaches Wassermanagement, an die jeweilige Technologie robustes und geprüftes Verfahren Pyrometallurgie Markt etablierter Prozess hoher Durchsatz notwendig, Ausgangsmaterial flexibel Materialverluste in der Schlacke, Vorabanreicherung der Zielmetalle Quelle: Marwede, M. et al.: Recycling paths for thin-film chalcogenide photovoltaic waste Current feasible processes. In: Renewable Energy, Ausgabe 55, Seite , Rasterelektronenmikroskopische Untersuchung und thermische Behandlung von PV-Modulen Im Zuge diverser Versuche mit CIGS-Modulen wurde am Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie zuerst eine Charakterisierung des vorliegenden Materials durchgeführt, um Erkenntnisse über die genaue Zusammensetzung zu erlangen. Danach erfolgten erste Pyrolyse-Vorversuche, um die Module für weitere Behandlungsschritte vorzubereiten Rasterelektronenmikroskopische Analyse In Bild 8 ist der Schichtaufbau der für Versuche vorliegenden Zelle ersichtlich. Die essenzielle Schicht (CIGS-Material) ist zwischen der EVA-Folie und dem Trägerglas aufgebracht und in Bild 8 mit einem Rahmen umgeben. Das Frontglas dient dem Schutz der Zelle vor physikalischen Einwirkungen usw. In Tabelle 6 sind die Zusammensetzungen der drei unterschiedlichen Schichten in Massenprozent aufgelistet. Sowohl bei dem Front- als auch Trägerglas handelt es sich um einen Glaswerkstoff ohne besondere zusätzliche Bestandteile. Die EVA-Schicht besteht zu 100 Prozent aus Kohlenwasserstoffen. 245

16 Benedek, Luidold, Schnideritsch, Antrekowitsch Frontglas EVA-Schicht Trägerglas Bild 8: 700 μm Schichtaufbau eines CIGS-Modules (Rasterelektronenmikroskop) Tabelle 6: Zusammensetzung der in Bild 8 ersichtlichen Schichten C O Na Mg Al Si S K Ca Massen-Prozent Frontglas - 34,57 8,48 2,35 0,39 44,07 0,18-9,98 EVA-Folie Trägerglas - 34,1 8,32 2,36 0,53 44,3 0,13 0,34 9,93 Die CIGS-Schicht inklusive Elektrodenschichten ist in Bild 9, von einem Rahmen umgeben, vergrößert dargestellt. Innerhalb der gekennzeichneten CIGS-Schicht sind an dem oberen und unteren Ende helle Bereiche erkennbar. Hierbei handelt es sich um die beiden Elektrodenschichten (ZnO und Mo). CIGS-Schicht 3 μm Trägerglas Bild 9: Darstellung einer CIGS-Schicht eines Modules mit einem Rasterelektronenmikroskop In Bild 10 ist das entsprechende Spektrum der einzelnen Metalle der CIGS-Schicht abgebildet. 246

17 Photovoltaikmodule Zn Ga Cu Se S Mo In Cd Zn O In Mo Cd In Cu Ga Zn Cu Ga Se Se Verteilung kev Bild 10: Spektrum einer CIGS-Schicht (Rasterelektronenmikroskop) In Tabelle 7 ist die genaue Zusammensetzung der CIGS-Schicht ersichtlich. Daraus lässt sich der charakteristische Aufbau erkennen. ZnO bildet die der EVA-Folie am nächsten stehende Schicht und stellt eine Elektrode dar. Nach dem n-leitenden Material (CdS) ist die CIGS-Schicht (Kupfer, Indium, Gallium, Diselenid) aufgedampft. Anschließend folgt das zweite Elektrodenmaterial (Molybdän), welches auf das Trägerglas aufgebracht ist. Tabelle 7: Zusammensetzung der CIGS-Schichten inklusive Kontaktierung O S Cu Zn Ga Se Cd In Mo Massen-Prozent CIGS- 13,2 0,75 8,1 28,23 4,02 17,78 1,98 12,71 13,24 Schicht 5.2. Pyrolyse-Tastversuch Nach einer eingehenden Charakterisierung des vorliegenden CIGS-Modules wurde ein Pyrolyse-Tastversuch durchgeführt. Dieser Vorbehandlungsschritt sollte dazu dienen, die EVA-Folie zwischen den beiden Glasschichten zu entfernen und den CIGS-Bereich freizulegen. In weiterer Folge ist dieses Material einem Laugungsschritt zuzuführen, um die darin enthaltenen Metalle in Lösung zu bringen und rückzugewinnen. Die Pyrolyse fand in einem abgeschlossenen Behälter innerhalb eines Kammerofens unter inerter Atmosphäre (Stickstoff-Spülung) statt. Die Aufheizzeit auf eine Temperatur von 500 C betrug 30 Minuten, wobei diese danach für zwei Stunden gehalten wurde. Nach der Pyrolyse lagen die zwei Glasschichten getrennt voneinander vor, da sich die Kohlenwasserstoffe der EVA-Schicht verflüchtigt haben. 247

18 Benedek, Luidold, Schnideritsch, Antrekowitsch cm Das Frontglas ist frei von jeglichen Metallen und kann in einem passenden Verwertungsschritt verarbeitet werden. Das Trägerglas, mit aufgebrachter CIGS- Schicht, ist einem weiteren Aufbereitungsschritt zuzuführen, um die Schicht von dem Glas zu trennen und die Metalle rückzugewinnen. In Bild 11 sind die zwei durch die Pyrolyse gewonnenen Fraktionen ersichtlich. Bild 11: Produkte der Pyrolyse: Trägerglas mit CIGS-Schicht (links), Frontglas (rechts) 6. Zusammenfassung und Ausblick Photovoltaikmodule nehmen in Bezug auf die Energieherstellung einen immer größeren Stellenwert ein, wodurch sich in Zukunft die Anzahl der Altmodule stark erhöhen wird. Ein wesentlicher Grund für ein Recycling stellt die Schonung der Deponiekapazitäten und der Rohstofflager (kritische Metalle) dar, indem zum einen die darin enthaltenen Metalle, aber auch andere Wertstoffe, wie Metalle und Glas, rückzugewinnen und in dementsprechenden geeigneten Verfahren wieder als Sekundärstoffe einzusetzen sind. Im Bereich der CIGS-Module gibt es bis dato keine marktreifen Technologien, etliche befinden sich jedoch in Entwicklung. Umso wichtiger ist es daher, ein adäquates Aufbereitungsschema zu entwickeln, da es sich bei der Photovoltaik um eine umweltfreundliche Energiegewinnung handelt und auch ein dementsprechend nachhaltiges Recycling durchgeführt werden sollte. Eine Möglichkeit eines ersten vorgeschaltenen Aufbereitungsschrittes von CIGS-Modulen stellt eine Pyrolyse dar. Diese ermöglicht es, die Glasschichten durch Entfernung der EVA-Folie voneinander zu trennen und dadurch die CIGS-Schicht freizulegen, was im Zuge von Versuchen am Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie durchgeführt wurde. Ein weiterer Schritt ist die Gewinnung der darin enthaltenen Metalle, beispielsweise durch einen hydrometallurgischen Prozess. Das Ziel für weitere Forschungsaktivitäten am Lehrstuhl für Nichteisenmetallurgie ist die Erprobung und Eignungsfeststellung diverser Laugungsmittel hinsichtlich qualitativen und quantitativen Parametern, Kosten und Aufwand, um die in der CIGS-Schicht vorliegenden Metalle in Lösung zu bringen, anzureichern und rückzugewinnen. Danksagung Die Autoren bedanken sich bei der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft mbh (FFG) und dem Bundesministerium für Wirtschaft, Familie und Jugend (BMWFJ) für die finanzielle Unterstützung. 248

19 Photovoltaikmodule 7. Literaturverzeichnis [1] Berger, W. et al.: A novel approach for the recycling of thin film photovoltaic modules. In: Resources, Conservation and Recycling, Ausgabe 54, Seite , 2010 [2] Erdmann, L.; Behrendt, S.; Feil, M.: Kritische Rohstoffe für Deutschland: Identifikation aus Sicht deutscher Unternehmen wirtschaftlich bedeutsamer mineralischer Rohstoffe, deren Versorgungslage sich mittel- bis langfristig als kritisch erweisen könnte; 2011 [3] Elsner, H.; Melcher, F.; Schwarz-Schampera, U.; Buchholz, P.: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR). In: Commodity Top News Nr. 33: Elektronikmetalle - zukünftig steigender Bedarf bei unzureichender Versorgungslage?, 2010 [4] UNEP: Metal Recycling. In: Opportunities, Limits, Infrastructure, 2012 [5] Razykov, T. M. et al.: Solar photovoltaic electricity: Current status and future prospects. In: Solar Energy, Ausgabe 85, Seite , 2011 [6] USGS National Minerals Information Center: Cadmium. Online: Abruf: [7] USGS National Minerals Information Center: Copper. Online: Abruf: [8] USGS National Minerals Information Center: Gallium. Online: Abruf: [9] USGS National Minerals Information Center: Indium. Online: Abruf: [10] USGS National Minerals Information Center: Molybdenum. Online: minerals/pubs/commodity/molybdenum/mcs-2012-molyb.pdf. Abruf: [11] USGS National Minerals Information Center: Selenium. Abruf: [12] USGS National Minerals Information Center: Zinc. Online: pubs/commodity/zinc/mcs-2012-zinc.pdf. Abruf: [13] ABB Sace-A division of ABB S.p.A-L.V. Breakers. In: Technisches Anwendungshandbuch Nr. 10: Photovoltaikanlagen. Abruf: [14] Regenerative Energiequellen: 7 Photovoltaik. Online: https://www.iee.tu-clausthal.de/fileadmin/downloads/scripte/w8830n_k7.pdf. Abruf: [15] Wade, A.: 18. Kolloquium Abfall & Altlasten aktuell-recyclingpotentiale bei Photovoltaikanlagen. Online: hydrowissenschaften/fachrichtung_wasserwesen/iaa/service/skripte/ws_11_12/18_kolloqu_ iaa_2011_12/120112%20vl%20wade_photovoltaikanlagen.pdf. Abruf: , [16] Behrendt, S. et al.: Roadmap: Ressourceneffiziente Photovoltaik In: Arbeitspaket 9 des Projekts Materialeffizienz und Ressourcenschonung (MaRess). Online: Abruf: , [17] Romeo, A. et al.: Development of thin-film Cu(In,Ga)Se2 and CdTe solar cells. In: Prog. Photovolt: Res. Appl, Ausgabe 12, Seite , 2004 [18] Palitzsch, W.: Technisches Verfahren zum Recycling von Dünnschichtsolarzellenmodulen, 27. Mai 2010 [19] Marwede, M. et al.: Recycling paths for thin-film chalcogenide photovoltaic waste Current feasible processes. In: Renewable Energy, Ausgabe 55, Seite , 2013 [20] Heindl Server GmbH: Photovoltaik-Produktion in der CIGSfab. In: Integrierte Fabriken sorgen für wettbewerbsfähigen Solarstrom. Online: Abruf:

20 Benedek, Luidold, Schnideritsch, Antrekowitsch [21] Universität Saarland: Über die Herstellung und Optimierung dünner Schichten für Solarzellen auf der Basis von Cu(In, Ga)Se2 (CIGS). Online: Abruf:

Si-Solarzellen. Präsentation von: Frank Hokamp & Fabian Rüthing

Si-Solarzellen. Präsentation von: Frank Hokamp & Fabian Rüthing Si-Solarzellen Präsentation von: Frank Hokamp & Fabian Rüthing Inhaltsverzeichnis Vorteile / Nachteile Anwendungsgebiete / Potential Geschichte Silicium Wirkungsweise / Funktionsprinzip Typen / Herstellungsverfahren

Mehr

Photovoltaik. Herstellung und innovative Konzepte. Von Sebastian Illing und Nora Igel

Photovoltaik. Herstellung und innovative Konzepte. Von Sebastian Illing und Nora Igel Photovoltaik Herstellung und innovative Konzepte Von Sebastian Illing und Nora Igel Photovoltaik - Herstellung und innovative Konzepte Inhaltsübersicht 1. Herstellung 1.1 Siliziumproduktion 1.2 Zellenproduktion

Mehr

Monokristalline Solarzellen - leistungsstarke Module

Monokristalline Solarzellen - leistungsstarke Module Monokristalline Solarzellen - leistungsstarke Module Monokristalline Solarzellen wurden ursprünglich für die Raumfahrttechnik und für Satelliten entwickelt. Später wurden monokristalline Solarmodule auch

Mehr

Dünnfilmsolarzellen in Luxembourg

Dünnfilmsolarzellen in Luxembourg Dünnfilmsolarzellen in Luxembourg Susanne Siebentritt Université du Luxembourg Was sind Dünnfilmsolarzellen? Wie machen wir Solarzellen? Wozu brauchen wir Defekte? Wie untersuchen wir Defekte? LPV und

Mehr

WELC ME. Peter Fath. international solar energy research center (isc) konstanz

WELC ME. Peter Fath. international solar energy research center (isc) konstanz WELC ME Peter Fath international solar energy research center (isc) konstanz 1 2 Grundmotivation Erneuerbare Energien Energie-Weltbedarf Verknappung der fossilen und nuklearen Energiequellen kombiniert

Mehr

Solartechnik/Photovoltaik

Solartechnik/Photovoltaik Solartechnik/Photovoltaik Was versteht man unter P h o tovo ltaik - Direkte Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie mittels Solarzellen - Seit 1958 ist sie zur Energieversorgung der meisten

Mehr

Photovoltaik - Neuentwicklungen der letzten Jahre

Photovoltaik - Neuentwicklungen der letzten Jahre Photovoltaik - Neuentwicklungen der letzten Jahre Rolf Brendel Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung www.zae-bayern.de Abteilung Thermosensorik und Photovoltaik, Erlangen Übersicht Neue Sichtweise

Mehr

Technologische Innovationen in der Photovoltaik

Technologische Innovationen in der Photovoltaik Technologische Innovationen in der Photovoltaik Inhalt 1. Gebäudeintegration 2. Solartracking 3. Solare Notstromversorgung 4. Eigenschaften von Solarzellen Vergleich kristalliner Si-Zellen und Dünnschichtzellen

Mehr

FVS Workshop 2000. TCO in Solarmodulen

FVS Workshop 2000. TCO in Solarmodulen 60 TCO-Schichten in CIGS- Dünnschichtsolarmodulen Michael Powalla*, Mike Oertel und Richard Menner Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung michael.powalla@zsw-bw.de 61 Die CIGS-Modul-Technologie

Mehr

1 1 PHOTOVOLTAIK. Abbildung 1: Die Entwicklung der globalen Stromerzeugung aus Photovoltaik, angegeben in Megawatt-peak (siehe Text), aus [2]

1 1 PHOTOVOLTAIK. Abbildung 1: Die Entwicklung der globalen Stromerzeugung aus Photovoltaik, angegeben in Megawatt-peak (siehe Text), aus [2] 1 1 PHOTOVOLTAIK 1 Photovoltaik 1.1 Entwicklung und Perspektive Die Gewinnung von Energie direkt aus der Sonnenstrahlung kann für die Energieversorgung der Zukunft eine bedeutende Rolle spielen. Seit 1953

Mehr

12.05.2012 Sebastian Fiele & Philip Jäger 1

12.05.2012 Sebastian Fiele & Philip Jäger 1 12.05.2012 Sebastian Fiele & Philip Jäger 1 Inhalt Arten von Solarzellen Geschichte Funktionsweise / Aufbau Silicium Gewinnung Warum Solarstrom? Ausblick in die Zukunft Quellen 12.05.2012 Sebastian Fiele

Mehr

Physikalische Grundlagen Herstellung, verschiedene Typen Ökonomische und ökologische Betrachtung

Physikalische Grundlagen Herstellung, verschiedene Typen Ökonomische und ökologische Betrachtung Von Philipp Assum Physikalische Grundlagen Herstellung, verschiedene Typen Ökonomische und ökologische Betrachtung Bandlücke Elementare Festkörperphysik und Halbleiterelektronik Elementare Festkörperphysik

Mehr

SONNENSPAREN MIT KLIMASCHUTZ-FAKTOR: PHOTOVO LTAIK

SONNENSPAREN MIT KLIMASCHUTZ-FAKTOR: PHOTOVO LTAIK SONNENSPAREN MIT KLIMASCHUTZ-FAKTOR: PHOTOVO LTAIK BRINGEN SIE IHR GELD AUF DIE SONNENSEITE! Ihre Vorteile: Herzlich willkommen bei NERLICH Photovoltaik! Photovoltaik ist eine nachhaltige Investition in

Mehr

Handle so, daß die Wirkungen deiner Handlung nicht zerstörerisch sind für die künftige Möglichkeit solchen Lebens

Handle so, daß die Wirkungen deiner Handlung nicht zerstörerisch sind für die künftige Möglichkeit solchen Lebens Handle so, daß die Wirkungen deiner Handlung nicht zerstörerisch sind für die künftige Möglichkeit solchen Lebens Hans Jonas Mirko Lotz-Blumberg Bachelor of Engineering Energy Harvesting Mirko Lotz-Blumberg

Mehr

3. Photovoltaik. Arten von Solarzellen Herstellung von Solarzellen Neuartige Solarzellentypen. Prof. Dr. Josef Hofmann. Folie Nr.

3. Photovoltaik. Arten von Solarzellen Herstellung von Solarzellen Neuartige Solarzellentypen. Prof. Dr. Josef Hofmann. Folie Nr. 3. Photovoltaik Arten von Solarzellen Herstellung von Solarzellen Neuartige Solarzellentypen Folie Nr. 1 Arten von Solarzellen Quelle: Deutsche Gesellschaft für Solarenergie, Photovoltaische Anlagen, DGS

Mehr

Photovoltaik: Strom gratis von der Sonne?

Photovoltaik: Strom gratis von der Sonne? PHYSIK AM SAMSTAG 2010 Photovoltaik: Strom gratis von der Sonne? Jörg Weber Institut für Angewandte Physik/Halbleiterphysik Technische Universität Dresden Motivation Photovoltaik = Umwandlung von Sonnenlicht

Mehr

Lach dir die Sonne an Photovoltaicanlagen - PV. DI Ralf Roggenbauer, BSc, MES

Lach dir die Sonne an Photovoltaicanlagen - PV. DI Ralf Roggenbauer, BSc, MES Lach dir die Sonne an Photovoltaicanlagen - PV DI Ralf Roggenbauer, BSc, MES Energieberatung NÖ 1 Energiequellen auf unserem Planeten Die Sonne schickt uns in 3 Stunden soviel Energie, wie die gesamte

Mehr

Photovoltaik. Teil I - Theorie

Photovoltaik. Teil I - Theorie Photovoltaik Teil I - Theorie Das Sonnenspektrum: Das Sonnenspektrum wird in Air- Mass- x-klassen eingeteilt: Dabei steht das x für den Einfallswinkel! - AM0: Spektrum außerhalb der Atmosphäre - AM1: Spektrum

Mehr

3.4. Leitungsmechanismen

3.4. Leitungsmechanismen a) Metalle 3.4. Leitungsmechanismen - Metall besteht aus positiv geladenen Metallionen und frei beweglichen Leitungselektronen (freie Elektronengas), Bsp.: Cu 2+ + 2e - - elektrische Leitung durch freie

Mehr

U 10. Nationale Photovoltaik-Tagung 2012 TRAFO Baden, Schweiz, 23. März 2012 Page 2

U 10. Nationale Photovoltaik-Tagung 2012 TRAFO Baden, Schweiz, 23. März 2012 Page 2 Umweltdumping versus Technikexzellenz - Wie Marktveränderungen und Technologieentwicklung die Ökobilanz von Solarstrom beeinflussen Rolf Frischknecht, Matthias Stucki, Karin Flury ESU-services GmbH, Uster,

Mehr

Die Physik der Solarzelle

Die Physik der Solarzelle Die Physik der Solarzelle Bedingungen für die direkte Umwandlung von Strahlung in elektrische Energie: 1) Die Strahlung muß eingefangen werden (Absorption) 2) Die Lichtabsorption muß zur Anregung beweglicher

Mehr

Metallisierung von Silizium-Solarzellen

Metallisierung von Silizium-Solarzellen Metallisierung von Silizium-Solarzellen Universität Stuttgart, Institut für Photovoltaik ipv R. Zapf-Gottwick, L. Hamann, J.H. Werner Berlin, Februar 2012 Forschung am ipv (Praktika, Bachelor- & Master-Arbeiten,

Mehr

Versuch 33: Photovoltaik - Optische und elektrische Charakterisierung von Solarzellen Institut für Technische Physik II

Versuch 33: Photovoltaik - Optische und elektrische Charakterisierung von Solarzellen Institut für Technische Physik II Versuch 33: Photovoltaik - Optische und elektrische Charakterisierung von Solarzellen Institut für Technische Physik II Photovoltaik:Direkte Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie Anregung

Mehr

Photovoltaik Module-Betrieb-Möglichkeiten

Photovoltaik Module-Betrieb-Möglichkeiten Photovoltaik Module-Betrieb-Möglichkeiten Doz. Dr.-Ing. Ditmar Schmidt Solarinitiative MV Solarzentrum MV Triwalk/Wietow 1 Gliederung 1. Die Solarzelle 2. Das Solarmodul 3. Was ein Solarmodul alles kann

Mehr

Photovoltaik 3.0 Innovationen für mehr Strom aus Licht

Photovoltaik 3.0 Innovationen für mehr Strom aus Licht Photovoltaik 3.0 Innovationen für mehr Strom aus Licht Andreas W. Bett Impulsvortrag Photonik 2020 Workshop Berlin, 23.3.2010 Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg, Germany Übersicht

Mehr

TU Bergakademie Freiberg Institut für Werkstofftechnik Schülerlabor science meets school Werkstoffe und Technologien in Freiberg

TU Bergakademie Freiberg Institut für Werkstofftechnik Schülerlabor science meets school Werkstoffe und Technologien in Freiberg TU Bergakademie Freiberg Institut für Werkstofftechnik Schülerlabor science meets school Werkstoffe und Technologien in Freiberg PROTOKOLL Modul: Versuch: Physikalische Eigenschaften I. VERSUCHSZIEL Die

Mehr

Typische Eigenschaften von Metallen

Typische Eigenschaften von Metallen Typische Eigenschaften von Metallen hohe elektrische Leitfähigkeit (nimmt mit steigender Temperatur ab) hohe Wärmeleitfähigkeit leichte Verformbarkeit metallischer Glanz Elektronengas-Modell eines Metalls

Mehr

Elektrische Leitung. Strom

Elektrische Leitung. Strom lektrische Leitung 1. Leitungsmechanismen Bändermodell 2. Ladungstransport in Festkörpern i) Temperaturabhängigkeit Leiter ii) igen- und Fremdleitung in Halbleitern iii) Stromtransport in Isolatoren iv)

Mehr

In der Anlage dürfen die in der folgenden Tabelle genannten Abfälle gelagert bzw. behandelt werden:

In der Anlage dürfen die in der folgenden Tabelle genannten Abfälle gelagert bzw. behandelt werden: Stoffkatalog gem. 1. Änderungsgenehmigung der Bezirksregierung Arnsberg vom 15.12.2000 in der Fassung der Berichtigung vom 4.1.2001 und der Entscheidung gem. 15 II BImSchG vom 15.2.2001, durch Umschlüsselung

Mehr

Übersicht über die Vorlesung Solarenergie

Übersicht über die Vorlesung Solarenergie Übersicht über die Vorlesung Solarenergie 4.1 1. Einleitung 2. Die Sonne als Energiequelle 3. Halbleiterphysikalische Grundlagen 4. Kristalline pn-solarzellen 4.1 pn-übergänge 4.2 Herstellung eines Silizium

Mehr

Siliciumbasierte Photovoltaik: Gegenwart und Zukunftsperspektiven

Siliciumbasierte Photovoltaik: Gegenwart und Zukunftsperspektiven Siliciumbasierte Photovoltaik: Gegenwart und Zukunftsperspektiven W. Seifert, M. Kittler IHP/BTU Joint Lab BTU Cottbus Konrad-Wachsmann-Allee 1 Gliederung Einordnung der Photovoltaik Prognosen Energiebedarf

Mehr

Ein starker Partner für Ihre Photovoltaikanlage

Ein starker Partner für Ihre Photovoltaikanlage Photovoltaikanlagen Photovoltaik - Strom aus Eigenproduktion Vergessen Sie in Zukunft steigende Strompreise! Für jede einzelne Solaranlage sprechen drei gute Gründe: Solarstrom ist die Energie der Zukunft,

Mehr

Festrede von Prof. Dr. rer. nat. habil. H. J. Werner

Festrede von Prof. Dr. rer. nat. habil. H. J. Werner Festrede von Prof. Dr. rer. nat. habil. H. J. Werner Institut für Physikalische Elektronik der Universität Stuttgart In seinem Festvortrag machte Prof. Werner am Beispiel der Photovoltaik (PV) deutlich,

Mehr

Chemische Verbrennung

Chemische Verbrennung Christopher Rank Sommerakademie Salem 2008 Gliederung Die chemische Definition Voraussetzungen sgeschwindigkeit Exotherme Reaktion Reaktionsenthalpie Heizwert Redoxreaktionen Bohrsches Atommodell s Elektrochemie:

Mehr

Photovoltaikanlage an der Geschwister-Scholl-Schule

Photovoltaikanlage an der Geschwister-Scholl-Schule Photovoltaikanlage an der Geschwister-Scholl-Schule Marco Schifano Leonardo Ferreira Riad Abu-Sukhon Selcuk Karahan Eine Präsentation der neuen AG Energie Team Definition der Photovoltaik Gebiet der Physik,

Mehr

ENERGIE AUS SONNENLICHT: PHYSIK DER ENERGIEKONVERSION

ENERGIE AUS SONNENLICHT: PHYSIK DER ENERGIEKONVERSION ENERGIE AUS SONNENLICHT: PHYSIK DER ENERGIEKONVERSION Dieter Neher Physik weicher Materie Institut für Physik und Astronomie Potsdam-Golm Potsdam, 23.4.2013 Weltweiter Energiebedarf Energiebedarf (weltweit)

Mehr

3 Elektrische Leitung

3 Elektrische Leitung 3.1 Strom und Ladungserhaltung 3 Elektrische Leitung 3.1 Strom und Ladungserhaltung Elektrischer Strom wird durch die Bewegung von Ladungsträgern hervorgerufen. Er ist definiert über die Änderung der Ladung

Mehr

Defektanalyse von Photovoltaik-Modulen mittels Infrarot-Thermographie

Defektanalyse von Photovoltaik-Modulen mittels Infrarot-Thermographie Bavarian Center for Applied Energy Research Defektanalyse von Photovoltaik-Modulen mittels Infrarot-Thermographie Ulrike Jahn, Claudia Buerhop, Ulrich Hoyer 4. Workshop PV-Modultechnik, 29./30. Nov. 2007,

Mehr

Solarmarkt - Status und Trends - Prof. Dr. Peter Heck Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Birkenfeld 28.09.2006

Solarmarkt - Status und Trends - Prof. Dr. Peter Heck Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Birkenfeld 28.09.2006 Solarmarkt - Status und Trends - Prof. Dr. Peter Heck Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Birkenfeld 28.09.2006 1 Erneuerbare Energien in Deutschland Anteil am Stromverbrauch: 10,2% Anteil

Mehr

Entwicklung und Potential der Photovoltaik / Solarthermie. Dr. Bianca Gründig-Wendrock, Solar World Innovations GmbH, Freiberg

Entwicklung und Potential der Photovoltaik / Solarthermie. Dr. Bianca Gründig-Wendrock, Solar World Innovations GmbH, Freiberg Entwicklung und Potential der Photovoltaik / Solarthermie Dr. Bianca Gründig-Wendrock, Solar World Innovations GmbH, Freiberg Inhalt: 1) Zur Person / zum Unternehmen 2) Photovoltaik / Solarthermie 3) Aktuelles

Mehr

Dr.-Ing. Sabine Nieland CiS Institut für Mikrosensorik ggmbh

Dr.-Ing. Sabine Nieland CiS Institut für Mikrosensorik ggmbh Die Welt des Siliziums für Anwendungen in der Solartechnik, der Mikrosystemtechnik und der Mikrosensorik Dr.-Ing. Sabine Nieland CiS Institut für Mikrosensorik ggmbh Sand und Quarz = Eltern des Siliziums

Mehr

Photovoltaik ABC www. w photovoltaik.at

Photovoltaik ABC www. w photovoltaik.at Photovoltaik ABC www.photovoltaik.at 03/2009 Photovoltaik ABC 1/4 Akkumulator... Abk. Akku, ist ein Speicher für elektrische Energie, meist auf Basis eines elektrochemischen Systems, also einer wieder

Mehr

Photovoltaik-Anlagen von Störi Die Sonne als unerschöpflichen Energielieferanten

Photovoltaik-Anlagen von Störi Die Sonne als unerschöpflichen Energielieferanten Creating atmosphere. Photovoltaik-Anlagen von Störi Die Sonne als unerschöpflichen Energielieferanten nutzen und den eigenen Naturstrom erzeugen. Solarenergie Solarenergie Photovoltaik-Anlagen Die grösste

Mehr

Die Wirtschaftlichkeit von Solarsystemen in Kombination mit EnergieEffizienz

Die Wirtschaftlichkeit von Solarsystemen in Kombination mit EnergieEffizienz Die Wirtschaftlichkeit von Solarsystemen in Kombination mit EnergieEffizienz 6. Mai 2014 Thomas Jäggi, Dipl. Ing. FH / MBA Gründer & Geschäftsführer Begriffserklärung Was ist EnergieEffizienz? Die Energieeffizienz

Mehr

Photovoltaikanlagen r Investoren

Photovoltaikanlagen r Investoren Photovoltaikanlagen eine Einführung für f r Investoren Photovoltaik in Deutschland 2011 Installierte Nennleistung 24,7 GWp Erzeugte Energie 18500 GWh Anzahl PV-Anlagen > 1 Million Prof. Dr. Wolfgang Siebke,

Mehr

Handy-Recycling. Teure Bestandteile, die zu schade für den Hausmüll sind.

Handy-Recycling. Teure Bestandteile, die zu schade für den Hausmüll sind. 1 Klein aber oho! In alten Handys steckt viel drin: Kohlenstoffverbindungen, Edelmetalle wie Gold und Silber, Metalle wie Kupfer und das Erz Coltan. Teure Bestandteile, die zu schade für den Hausmüll sind.

Mehr

Die Solarzelle. Passivated Emitter and Rear Locally diffused solar cell. 25% c-si Zelle erhältlich bei der University of New South Wales: ~1000EUR/W p

Die Solarzelle. Passivated Emitter and Rear Locally diffused solar cell. 25% c-si Zelle erhältlich bei der University of New South Wales: ~1000EUR/W p Die Passivated Emitter and Rear Locally diffused solar cell 25% c-si Zelle erhältlich bei der University of New South Wales: ~1000EUR/W p Übersicht Definition des Problems Zellaufbau Absorber Emitter Oberflächenpassivierung

Mehr

Ü ersicht üb ü e b r di d e Vo V r o lesun u g g Sol o arene n rgi g e Anorganische Dünnschichtsolarzellen

Ü ersicht üb ü e b r di d e Vo V r o lesun u g g Sol o arene n rgi g e Anorganische Dünnschichtsolarzellen Übersicht über die Vorlesung Solarenergie 1. Einleitung 2. Die Sonne als Energiequelle 3. Halbleiterphysikalische Grundlagen 4. Kristalline pn-solarzellen 5. Elektrische Eigenschaften 6. Optimierung von

Mehr

Wertschöpfung durch Technologie. Kompetenz in Abfallverwertung. Wertvolles erhalten

Wertschöpfung durch Technologie. Kompetenz in Abfallverwertung. Wertvolles erhalten Wertschöpfung durch Technologie. Kompetenz in Abfallverwertung. Wertvolles erhalten KORN weist den Weg in eine bessere Zukunft. Wie wir mit unserem Abfall umgehen, ist eines der dringlichsten Probleme

Mehr

Was steckt drin im Handy? Eine experimentell orientierte Unterrichtseinheit zum Thema Elektroschrott und urban mining

Was steckt drin im Handy? Eine experimentell orientierte Unterrichtseinheit zum Thema Elektroschrott und urban mining Was steckt drin im Handy? Eine experimentell orientierte Unterrichtseinheit zum Thema Elektroschrott und urban mining Bernhard F. Sieve Elsa-Brändström-Schule, Hannover IDN - Fachgebiet Chemiedidaktik

Mehr

Von der Sonneneinstrahlung bis zur Netzeinspeisung

Von der Sonneneinstrahlung bis zur Netzeinspeisung Von der Sonneneinstrahlung bis zur Netzeinspeisung Manuel Pezzotti, Leiter Contracting Netzdienstleistungen Rezept: Wie baut man eine Solaranlage 1. Standort 2. Bewilligungen 3. Solarmodule 4. Montagematerial

Mehr

Starten Sie Ihre persönliche Energie-Zukunft: mit LEW

Starten Sie Ihre persönliche Energie-Zukunft: mit LEW Starten Sie Ihre persönliche Energie-Zukunft: mit LEW Individuelle Photovoltaikanlage jetzt einfach planen und bestellen unter www.lew-solar.de Wie funktioniert eine Photovoltaikanlage? Photovoltaikanlagen

Mehr

Sonnenenergie: Photovoltaik. Physik und Technologie der Solarzelle

Sonnenenergie: Photovoltaik. Physik und Technologie der Solarzelle Sonnenenergie: Photovoltaik Physik und Technologie der Solarzelle Von Prof. Dr. rer. nat. Adolf Goetzberger Dipl.-Phys. Bernhard Voß und Dr. rer. nat. Joachim Knobloch Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme

Mehr

Versuch 21. Der Transistor

Versuch 21. Der Transistor Physikalisches Praktikum Versuch 21 Der Transistor Name: Christian Köhler Datum der Durchführung: 07.02.2007 Gruppe Mitarbeiter: Henning Hansen Assistent: Jakob Walowski testiert: 3 1 Einleitung Der Transistor

Mehr

Ökobilanzen von Energiesystemen

Ökobilanzen von Energiesystemen Ökobilanzen von Energiesystemen Rolf Frischknecht Geschäftsführender Partner ESU-services GmbH ESU Branchengespräch 2012, Uster Energie und Nachhaltigkeit ein breites Spektrum Zero emissions! Page 2 Page

Mehr

Hinweise zu Einsätzen an Gebäuden mit Photovoltaikanlagen

Hinweise zu Einsätzen an Gebäuden mit Photovoltaikanlagen www.lfs-bw.de N:\Web\Photovoltaikanlagen\Photovoltaikanlagen.pdf Hinweise zu Einsätzen an Gebäuden mit Photovoltaikanlagen Thema: Baukunde Photovoltaik - Z Ausgabe: 21.05.2010 Finis, Schmid, Koch Urheberrechte:

Mehr

INSTITUT FÜR ANGEWANDTE PHYSIK Physikalisches Praktikum für Studierende der Ingenieurswissenschaften Universität Hamburg, Jungiusstraße 11

INSTITUT FÜR ANGEWANDTE PHYSIK Physikalisches Praktikum für Studierende der Ingenieurswissenschaften Universität Hamburg, Jungiusstraße 11 Solarzellen INSTITUT FÜR ANGEWANDTE PHYSIK Physikalisches Praktikum für Studierende der Ingenieurswissenschaften Universität Hamburg, Jungiusstraße 11 Abb. 1: Aufbau einer Silizium-Solarzelle 1 Warum geben

Mehr

Regenerative Energiesysteme und Speicher

Regenerative Energiesysteme und Speicher Regenerative Energiesysteme und Speicher Wie lösen wir das Speicherproblem? Robert Schlögl Fritz-Haber-Institut der MPG www.fhi-berlin.mpg.de 1 Einige Grundlagen www.fhi-berlin.mpg.de Atomausstieg ist

Mehr

Grundlagen und Potenziale der Photovoltaik

Grundlagen und Potenziale der Photovoltaik Grundlagen und Potenziale der Photovoltaik 14. Fuldaer Elektrotechnik-Kolloquium 06.11.2009 Thomas Glotzbach Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) Königstor 59, D-34119 Kassel

Mehr

Elektrisch leitfähige transparente Beschichtungen auf organischer Basis

Elektrisch leitfähige transparente Beschichtungen auf organischer Basis Elektrisch leitfähige transparente Beschichtungen auf organischer Basis Workshop: "Carbon-Nano-Technologie" Weimar, den 23. Mai 2012 Dominik Nemec 1 Anwendungsgebiete Flachbildschirme Touchscreens organische

Mehr

Lass die Sonne in Dein Haus Sauberer Strom mittels Fotovoltaik

Lass die Sonne in Dein Haus Sauberer Strom mittels Fotovoltaik Quanten.de Newsletter Mai/Juni 2002, ISSN 1618-3770 Lass die Sonne in Dein Haus Sauberer Strom mittels Fotovoltaik Birgit Bomfleur, ScienceUp Sturm und Bomfleur GbR Camerloherstraße 19, 85737 Ismaning

Mehr

Jetzt mit E-Mobilität durchstarten

Jetzt mit E-Mobilität durchstarten Jetzt mit E-Mobilität durchstarten www.solarworld.de Immer eine gute Lösung flexibel und SunCarport Längs Längsneigung 10 Komponenten: > 9 Sunmodule Plus poly > 9 Sunmodule Plus mono black > SMA-Wechselrichter

Mehr

SMART ENERGY FROM WASTE

SMART ENERGY FROM WASTE Die Mechanisch Thermische Abfallbehandlung ENPOS steht für nachhaltige und umweltbewusste Energietechnologie bei gleichzeitigem Anspruch auf höchste wirtschaftliche Effizienz. ENPOS GMBH Stadtstrasse 33

Mehr

klima:aktiv FACHINFORMATION MERKBLATT PHOTOVOLTAIK

klima:aktiv FACHINFORMATION MERKBLATT PHOTOVOLTAIK klima:aktiv FACHINFORMATION MERKBLATT PHOTOVOLTAIK Impressum Das Programm Bauen und Sanieren" ist Teil der vom Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft (Lebensministerium)

Mehr

Element. Verbindung. Reinstoff. Gemisch

Element. Verbindung. Reinstoff. Gemisch Element Reinstoff, der chemisch nicht mehr zersetzt werden kann dessen Teilchen (Atome oder Moleküle) aus einer einzigen Atomart (gleiche Ordnungszahl) besteht Verbindung = Reinstoff, der sich in Elemente

Mehr

6. Ausblick: Mobilität per Elektroauto

6. Ausblick: Mobilität per Elektroauto 6. Ausblick: Mobilität per Elektroauto Quelle Photon, 4/2007 6. Ausblick: Mobilität per Elektroauto Quelle Photon, 4/2007 6. Ausblick: Mobilität per Elektroauto Vergleich Jahresertrag Regenerativer Energie

Mehr

Die gängigen Verfahren

Die gängigen Verfahren Die gängigen Verfahren Das hier in diesem Buch vorgestellte Verfahren ist die Unterätzung. Im englischen Sprachraum auch als CBX benannt. Normalerweise ist die Unterätzung ein unerwünschter Fehler beim

Mehr

Trends und Rahmenbedingungen für das Innovationssystem Farbstoffsolarzelle Perspektive 2020

Trends und Rahmenbedingungen für das Innovationssystem Farbstoffsolarzelle Perspektive 2020 Trends und Rahmenbedingungen für das Innovationssystem Farbstoffsolarzelle Perspektive 2020 Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit Dr. Severin Beucker Dr. Klaus Fichter unter Mitarbeit von:

Mehr

Energie für Deutschland woher kommt der Strom?

Energie für Deutschland woher kommt der Strom? Energie für Deutschland woher kommt der Strom? Energiearten in Deutschland Allgemein beziehen wir in Deutschland unseren Strom aus konventionellen Energieträgern und aus regenerativen Energiequellen. Konventionelle

Mehr

Globale energiepolitische Herausforderungen 2050*

Globale energiepolitische Herausforderungen 2050* Energiezukunft: Ausgangssituation & Herausforderungen Wolfgang Anzengruber, Generaldirektor VERBUND MSc-Lehrgang Management & Umwelt, 19.01.2012 VERBUND AG, www.verbund.com Globaler Kontext Globale energiepolitische

Mehr

Grundlagen der Elektronik

Grundlagen der Elektronik Grundlagen der Elektronik Wiederholung: Elektrische Größen Die elektrische Stromstärke I in A gibt an,... wie viele Elektronen sich pro Sekunde durch den Querschnitt eines Leiters bewegen. Die elektrische

Mehr

*DE102007048133A120090409*

*DE102007048133A120090409* *DE102007048133A120090409* (19) Bundesrepublik Deutschland Deutsches Patent- und Markenamt (10) (12) Offenlegungsschrift (21) Aktenzeichen: 10 2007 048 133.2 (22) Anmeldetag: 05.10.2007 (43) Offenlegungstag:

Mehr

Film der Einheit Metalle

Film der Einheit Metalle Film der Einheit Metalle Edle und unedle Metalle Produktionszahlen Metalle im Periodensystem der Elemente Herstellung einiger Metalle (Eisen, Aluminium, Kupfer) Kristallgitter und Bindungen in Metallen

Mehr

Basiswissen ALTERNATIVEN NUTZEN

Basiswissen ALTERNATIVEN NUTZEN Basiswissen ALTERNATIVEN NUTZEN Kosten sparen mit alternativen Energie-Quellen Fossile Energie-Träger wie Kohle, Öl und Gas stehen in der Kritik, für den Klimawandel verantwortlich zu sein und werden stetig

Mehr

Stand und Perspektiven der Photovoltaik

Stand und Perspektiven der Photovoltaik Stand und Perspektiven der Photovoltaik Noch vor 15 Jahren galt die Photovoltaik, die Möglichkeit der Gewinnung elektrischer Energie auf der Grundlage des lichtelektrischen Effekts, als eine Nische für

Mehr

Erneuerbare Energien. Möglichkeiten Entwicklung Vor- und Nachteile. Backspace 9.10.2012

Erneuerbare Energien. Möglichkeiten Entwicklung Vor- und Nachteile. Backspace 9.10.2012 Erneuerbare Energien Möglichkeiten Entwicklung Vor- und Nachteile Backspace 9.10.2012 Definition Als erneuerbare Energien, regenerative Energien oder alternative Energien werden Energieträger bezeichnet,

Mehr

Mikrowellen. Geschichtlicher Überblick und Anwendungsbereiche. Einordnung ins Spektrum

Mikrowellen. Geschichtlicher Überblick und Anwendungsbereiche. Einordnung ins Spektrum Mikrowellen Geschichtlicher Überblick und Anwendungsbereiche Mikrowellen wurden 1864 von J. C. Maxwell vorhergesagt und 1888 erstmals experimentell durch H. Herz nachgewiesen. Die Idee der Übertragung

Mehr

Zukunftsfähige MBA-Konzepte - Vision 2020 -

Zukunftsfähige MBA-Konzepte - Vision 2020 - Zukunftsfähige MBA-Konzepte - Vision 2020 - Dipl.-Ing. Reinhard Schu EcoEnergy Gesellschaft für Energie- und Umwelttechnik mbh Walkenried am Harz SIDAF Abfallkolloquium 2007 23.-24. Oktober 2007, Freiberg

Mehr

BayFOR auf der Intersolar Europe 2013 Die EU-Forschungsprojekte LARGECELLS und POCAONTAS

BayFOR auf der Intersolar Europe 2013 Die EU-Forschungsprojekte LARGECELLS und POCAONTAS BayFOR auf der Intersolar Europe 2013 Die EU-Forschungsprojekte LARGECELLS und POCAONTAS 19. bis 21. Juni, Neue Messe München Halle B2, Stand B2.130, Gemeinschaftsstand Bayern Innovativ Kompetente Unterstützung

Mehr

Erneuerbare Energien - Energien der Zukunft?

Erneuerbare Energien - Energien der Zukunft? erneuerbare Energien Erneuerbare Energien - Energien der Zukunft? Die Ressourcen fossiler Energielieferanten wie Erdöl und Kohle werden bald erschöpft sein. Erneuerbare Energien aus z. B. aus Biomasse,

Mehr

Stand der Technik und neue Entwicklungen in der Photovoltaik. Gerd Becker Fachhochschule München - Solarlabor Solarenergieförderverein Bayern e.v.

Stand der Technik und neue Entwicklungen in der Photovoltaik. Gerd Becker Fachhochschule München - Solarlabor Solarenergieförderverein Bayern e.v. Stand der Technik und neue Entwicklungen in der Photovoltaik Gerd Becker Fachhochschule München - Solarlabor Solarenergieförderverein Bayern e.v. Inhalt 1. Einführung Anwendungen - Warum Photovoltaik?

Mehr

Leibniz befasste sich mit - U-Booten, - Türschlössern, - Fieberthermometern, - Bergbau-Pumpen, - Infinitesimalrechnung - dualem Code Aber nicht mit

Leibniz befasste sich mit - U-Booten, - Türschlössern, - Fieberthermometern, - Bergbau-Pumpen, - Infinitesimalrechnung - dualem Code Aber nicht mit J. Caro Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie Photovoltaik-Forschung an der Leibniz Uni Hannover Leibniz befasste sich mit - U-Booten, - Türschlössern, - Fieberthermometern, - Bergbau-Pumpen,

Mehr

Donnerstag, 5. Juli 2012, Steg. Presse Informationen

Donnerstag, 5. Juli 2012, Steg. Presse Informationen Presse Informationen Innovation im Wallis In der Industriezone von Steg baut die Swiss Redux Group AG eine Rohstoffrückgewinnungsanlage zur Verarbeitung von Elektro- und Elektronikschrott. Auf dem rund

Mehr

5. Solartagung Rheinland-Pfalz Datum: 11.09.2009

5. Solartagung Rheinland-Pfalz Datum: 11.09.2009 5. Solartagung Rheinland-Pfalz Datum: 11.09.2009 Solarenergie Eine sichere Geldanlage Referent: Martin Buchholz Dachintegrierte PV-Anlagen aus EVALON -Solar Dachintegrierte PV-Anlagen aus EVALON -Solar

Mehr

Biogas eine natürliche und endlos verfügbare Energiequelle

Biogas eine natürliche und endlos verfügbare Energiequelle Biogas eine natürliche und endlos verfügbare Energiequelle Mit Biogas können Sie sich als Kundin oder Kunde der IBAarau Erdgas AG noch stärker für die Umwelt engagieren. Sie können frei entscheiden, ob

Mehr

Zukunft der Energien

Zukunft der Energien ZukunftderEnergien Thema: PotentialderBiogastechnologie von ThomasVössing,TUDortmund Dezember2008 Abstract: Die zunehmende weltweite Energieknappheit stellt immer mehr die Frage in den Raum, wie der EnergieverbrauchderwachsendenWeltgesellschaftgestilltwerdenkann.EineMöglichkeitist,dasin

Mehr

PHOTOVOLTAIK BEI FRONIUS ÖSTERREICH

PHOTOVOLTAIK BEI FRONIUS ÖSTERREICH PHOTOVOLTAIK BEI FRONIUS ÖSTERREICH Andreas Wlasaty Fronius International GmbH Sparte Solarelektronik Froniusplatz 1 4600 Wels SATTLEDT GESAMT Steckbrief / Modulleistung 615 kwpeak / Modulfläche 3823 m²

Mehr

Dünnschichtsolarzellen Technologie der Zukunft?

Dünnschichtsolarzellen Technologie der Zukunft? Dünnschichtsolarzellen Technologie der Zukunft? 1. Solarzellen in Dünnschichttechnik: Überblick Photovoltaikmodule, deren photoelektrisch aktive Schichten aus nur wenigen Mikrometer dünnen Materialen bestehen,

Mehr

Effiziente Klärschlammentwässerung und Phosphorrückgewinnung mittels HTC

Effiziente Klärschlammentwässerung und Phosphorrückgewinnung mittels HTC Effiziente Klärschlammentwässerung und Phosphorrückgewinnung mittels HTC 5. VDI-Fachkonferenz Klärschlammbehandlung Straubing September 2014 Vertrauliche Information / AVA-CO2 1 DIE AVA GRUPPE AVA-CO2

Mehr

Organische Photovoltaik

Organische Photovoltaik 1 Organische Photovoltaik Egon Reinold, Peter Bäuerle Dr. Egon Reinold, Prof. Dr. Peter Bäuerle, Institut für Organische Chemie II und Neue Materialien, Universität Ulm, Albert-Einstein-Allee 11, D-89081

Mehr

Making the Photovoltaic Industry Double Green

Making the Photovoltaic Industry Double Green Making the Photovoltaic Industry Double Green September 2011 Inhalt 1. Einführung zu PV CYCLE 2. PV CYCLE Mitglieder 3. Leitbild und Ziele 4. PV CYCLE Operative Schema 5. Environmental Agreement 6. Aktuelle

Mehr

Klärschlamm wird Dünger. sewage sludge becomes fertiliser

Klärschlamm wird Dünger. sewage sludge becomes fertiliser Klärschlamm wird Dünger. sewage sludge becomes fertiliser Vom Klärschlamm zum Dünger! Abwassertechnik von heute belastet die Umwelt! Kläranlagen von heute legen den Fokus ausschließlich auf die Reinigung

Mehr

HellensteinStrom. Stadtwerke. Heidenheim. aus dem Hause der. Stadtwerke Heidenheim AG - Unternehmensgruppe

HellensteinStrom. Stadtwerke. Heidenheim. aus dem Hause der. Stadtwerke Heidenheim AG - Unternehmensgruppe aus dem Hause der AG - Aktiengesellschaft. Inhalt 3 öko 5 aqua 7 paket 9 2 Strom... ganz selbstverständlich Einfach, schnell und unkompliziert... Wir versorgen Sie sicher, zuverlässig, günstig und Haben

Mehr

Richtlinie «Gebäudeintegrierte Photovoltaikanlagen» zur Anwendung von Ziffer 2.3 des Anhangs 1.2 der Energieverordnung (EnV)

Richtlinie «Gebäudeintegrierte Photovoltaikanlagen» zur Anwendung von Ziffer 2.3 des Anhangs 1.2 der Energieverordnung (EnV) Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK Bundesamt für Energie BFE Richtlinie «Gebäudeintegrierte Photovoltaikanlagen» zur Anwendung von Ziffer 2.3 des Anhangs 1.2

Mehr

Werkstoffkunde Chemische Bindungsarten

Werkstoffkunde Chemische Bindungsarten Folie 1/27 Die Elektronen auf der äußersten Schale eines Atoms (Außenelektronen oder Valenzelektronen genannt) bestimmen maßgeblich die chemischen Eigenschaften. Jedes Atom hat dabei das Bestreben die

Mehr

esys photovoltaic modules MGT-esys Ein neues Unternehmen stellt sich vor Ralph Eckstein, Geschäftsführer

esys photovoltaic modules MGT-esys Ein neues Unternehmen stellt sich vor Ralph Eckstein, Geschäftsführer esys photovoltaic modules MGT-esys Ein neues Unternehmen stellt sich vor Ralph Eckstein, Geschäftsführer Inhalt: Wie alles begann und die Zukunft sein wird Auf was muss geachtet werden Aufbau und Leistung

Mehr

Stoffbezogene Anforderungen an Photovoltaik-Produkte und deren Entsorgung

Stoffbezogene Anforderungen an Photovoltaik-Produkte und deren Entsorgung Stoffbezogene Anforderungen an Photovoltaik-Produkte Umwelt-Forschungs-Plan, FKZ 202 33 304 Endbericht Auftraggeber: Umweltbundesamt, Referat III.2.5, Berlin Auftragnehmer: Ökopol, Institut für Ökologie

Mehr

ORGANISCHE PHOTOVOLTAIK: FORTSCHRITTE UND PERSPEKTIVEN

ORGANISCHE PHOTOVOLTAIK: FORTSCHRITTE UND PERSPEKTIVEN ORGANISCHE PHOTOVOLTAIK: FORTSCHRITTE UND PERSPEKTIVEN Dieter Neher Physik weicher Materie Institut für Physik und Astronomie Potsdam-Golm acatech Akademietag 2013 Energiewende Chancen für Brandenburg

Mehr

Einsparpotenziale beim Kunststoffeinsatz durch Industrie, Handel und Haushalte in Deutschland

Einsparpotenziale beim Kunststoffeinsatz durch Industrie, Handel und Haushalte in Deutschland Einsparpotenziale beim Kunststoffeinsatz durch Industrie, Handel und Haushalte in Deutschland Studie im Auftrag der NABU Bundesgeschäftsstelle - Kurzfassung - Henning Wilts, Nadja von Gries, Bettina Rademacher,

Mehr