銅其薄膜太陽能電池正接受模擬陽光的檢測

可再生能源的需求正在逐年逐日增加 - 氣候變化以及核能危機促使其快速發展。在光伏市場上，CIS（銅銦硒）薄膜太陽能模塊正變得日益重要。為了引出日光產生的電流，需采取半導體插入（通常采用銅的化合物，所謂“銅基化合物”）的方式。亥姆霍茲柏林中心的（HZB）該研究所的“異質材料系統所”現在已收到來自獨立的弗賴堡太陽能系統所（ISE）的檢測報告，確認他們打破了兩個效率記錄。這項創新中最獨特的地方就是由HZB通過自己開發的環保生產工藝ILGAR而增設了一個所謂的太陽能電池的“緩沖層”。該技術避開了通常會被用到的重金屬鎘。

對于薄膜太陽能電池模塊而言，各種組件都有低成本的生產工藝 - 然而直到最近，這個緩沖層仍是是一個例外。這個部分的標準材料是有毒的硫化鎘。HZB開發ILGAR流程（Ion Layer Gas Reaction離子層氣相反應）解決了這個問題，從而確保可以用標準化的流程生產出用于薄膜太陽能電池的最高品質的半導體。現在以此工藝生產的硫化銦物或硫化鋅/硫化銦緩沖層可以完全取代薄膜太陽能電池中有毒的鎘。ILGAR還減免了一種被稱作“化學浸泡沉積”的額外過程，這個環節即緩慢還對環境有害。

為了做出能破紀錄的太陽能電池，HZB科學家沿用了產業界規范使用的光吸收層。在這種情況下產品破了太陽能電池的兩個效率水平。采用ILGAR硫化銦緩沖層（In2S3）的Cu（In，Ga）（S，SE）2吸收層實現了16.1％的光電轉效率（生產后的直接內部檢測達到16.8％）。是負責緩沖層研究的是HZB科學家約翰娜·克拉姆（Johanna Krammer），她掌握了有關ILGAR研究的所有前期結果。而在博世公司，則是加申內克（Jasenek）博士和何格特（F. Hergert）博士提供了榜樣式的技術支持。

通過與采用了來自AVANCIS公司的吸收層的光伏電池相比，科研人員們能夠自己的模塊的轉換效率是16.4％。通過與機電工程SINGULUS-Stangl太陽能公司合作，人們一起開發了一套ILGAR在線運行的覆膜機樣機。在HZB內部，人們可以做到以每秒10毫米的速度分離In2S3緩沖層。借助AVANCIS吸收層的30X30平方厘米??的太陽能電池模塊實現了13.7％的效率，這跟采用硫化鎘緩沖層的對照模塊處于相同的水平。 由克里斯蒂安-赫伯特·菲舍爾（Christian-Herbert Fischer）教授領銜的ILGAR團隊曾因他們擁有專利保護的ILGAR生產工藝，作為弗勞恩霍夫協會贊助的德國高科技冠軍賽的四位優勝者之一，榮獲了2011年6月在美國波士頓的清潔技術大會暨博覽會上特別獎。

德國亥姆霍茲國家研究中心聯合會

德國亥姆霍茲聯合會原名"大科學中心聯合會"，是德國最大的科研團體。聯合會每年獲得的科研經費總額超過34億歐元，其中來自政府渠道的經費相當于德國另外三大科研團體：馬克斯.普朗克學會、萊布尼茲聯合會及弗勞恩霍夫協會三家的總和，聯合會下屬有18個國際著名的研究中心，員工總數達到31,745名。聯合會在國際學術界代表著德國的國家科技研究形象，主要特征是圍繞大型科研設備展開國際一流的大科學研究，在德國境內以及國際科技界擁有很多協作伙伴，充分體現著科技進步、創新應用相結合并進而直接影響社會發展遠景的鮮明特色。聯合會繼承了著名的自然科學家赫爾曼·馮·亥姆霍茲（1821-1894）的科學精神。