Wir treiben Innovationen voran

VON ARDENNE engagiert sich mit einer Viel­zahl an Partnern aus Wissen­schaft, Forschung und Industrie für die Technolo­gien der Zukunft. Auf diese Weise gelingt es, viel­versprechende Ergebnisse der Grund­lagen­forschung aus dem Labor- in den Industrie­maßstab zu überführen.

Als einer der welt­weit führenden An­bieter von Vakuum­beschichtungs­lösungen bringt VON ARDENNE seine Kompetenz in diesen Projekten ein, die aus Mitteln des Frei­staates Sachsen, des Bundes und der Euro­päischen Union gefördert werden.

Aktuell sind wir in folgenden Projekten aktiv: 

JUMBOTROUGH-REFLEKTOR

Entwicklung eines robusten groß­formatigen Parabol­rinnen­reflektors

Das Ziel des Vorhabens ist es, ein neues Herstell­verfahren für groß­formatige, laminierte Glas­spiegel zu entwickeln und die Machbar­keit durch die Fertigung von proto­typischen Parabol­rinnenspiegeln nach­zuweisen. Das neuartige Spiegel­konzept sieht vor, dass der Spiegel aus einem nach inno­vativem Biege­verfahren präzise gebogenen Träger­glas aufgebaut wird. Auf dieses gebogene Träger­glas wird ein dünnes im PVD-Verfahren spiegelnd beschich­tetes Flachglas kalt gebogen laminiert. Der zu entwickelnde Parabol­rinnenspiegel wird damit eine höhere Reflektion im Vergleich zu kommerziel­len Parabol­rinnenspiegeln aufweisen.

Fördergeber: Bundes­ministerium für Bildung und Forschung
Förderkennzeichen: 03EE5037E
Laufzeit: 01.12.2019 - 31.05.2023

SPUTOPIA

Sputtern von passivieren­den Kontakten basierend auf der TOPCon-Technologie mit industrieller Anlagen­technologie Teilvorhaben: In-situ Sputter­prozesse hochdotierter Poly-Si-Schichten

In den technologischen Road­maps vieler Photovoltaik­firmen steht nach der Industrialisierung der PERC-Zelle als zukünftiger Entwicklungs­schritt die Integration von ganzflächig passivieren­den selektiven Rückseiten­kontakten, sowie längerfristig die Entwicklung von silizium­basierten Tandem­solarzellen. Für beide Konzepte sind ladungs­trägerselektive Kontakt­systeme eine Schlüssel­technologie. Im Vorhaben steht die in-situ-Abscheidung von n-dotierten Si-Schichten per Kathoden­zerstäubung im Vorder­grund, welche nachweislich Zellwirkungs­grade von ≥ 23,5 % in Solar­zellen mit TOPCon-Strukturen, aber diffun­diertem Emitter erreichen. Im Projekt erfolgt die Entwicklung einer industriell umsetz­baren Prozess­folge zum Aufbau des TOPCon-Schicht­stapels, aufbauend auf einem kristalli­nen Si-Substrat, bestehend aus einem vorzugs­weise nass­chemischen Grenzflächen­oxid und einer dotierten poly­kristallinen Silizium-Dünnschicht und optional einem Silizium­nitrid, basierend auf der durch PVD zur Verfügung stehenden Hoch­durchsatz­anlagen­technologie. 

Fördergeber: Bundes­ministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Förderkennzeichen: 03EE1068A
Laufzeit: 01.10.2020 - 30.06.2023

POLYSAFE

Steigerung der Sicher­heit von Lithium-Ionen-Batterien durch Metall-Polymer-Komposit-Strom­kollektoren

Ziel von PolySafe ist es, die Sicher­heit von Lithium-Ionen-Batterien durch den Einsatz neu­artiger Strom­kollektoren zu steigern. Im Fokus stehen dabei Metall-Polymer-Komposit-Strom­kollektoren, die das thermische Durch­gehen von Batterie­zellen verhindern und damit die Brand­gefahr verringern. Die Machbarkeit der Her­stellung der Metall-Polymer-Strom­kollektoren wurde bereits gemeinsam von der VON ARDENNE GmbH und dem Fraunhofer FEP im Rahmen des sächsischen Forschungs­vorhabens PolyCollect demonstriert. Allerdings existieren bisher zu wenige Daten aus Prototyp­zellen mit diesem Material, weshalb die anwendungs­nahe Evaluation dieser Tech­nologie noch aus­steht. Neben der Integration der her­gestellten Metall-Polymer-Strom­kollektoren in Batterie­zellen wollen die Projekt­partner Aluminium- bzw. Kupfer-Polymer-Strom­kollektoren dediziert an die An­forderungen des jeweiligen Zell­designs anpassen und optimieren.

Fördergeber: Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung
Förderkennzeichen: 03XP0408A
Laufzeit: 01.08.2021 – 31.07.2024

HYPO

Anwendung von Hybriden Materialien zur Spektral­bereichs­erweiterung in optischen Anwendungen Teil­thema: Anlagen­technik für hoch­präzise Magnetron-Abscheide­prozesse

Das Ziel des Gesamt­projektes ist es, neue Material­klassen auf Basis von Hybrid­materialien zu realisieren, deren fundamentale optische Eigen­schaften gegen­über bisherigen Materialien verbessert sind. Die Verwendung dieser neuartigen Material­klassen stellt sehr hohe Anforderungen an die Abscheide­technologie, da Struktur­dicken im Sub-Nanometer­bereich gefordert sind, die um ca. 1-2 Größen­ordnungen unter den bisher üblichen Werten liegen. Gleich­zeitig sind die wirtschaft­lichen Anforderungen an den Herstellungs­prozess zu beachten. Für die VON ARDENNE GmbH besteht das Ziel des Teil­vorhabens darin, technische Lösungen zu entwickeln und durch die technische Adaption einer vorhan­denen Fertigungs­anlage mit Magnetron­sputter- Technologie sowie Implemen­tierung einer geeigneten Prozess­steuerung bzw. -führung die Herstell­barkeit solcher neu­artigen Hybrid­materialien für verschiedene Material­kombinationen zu ermöglichen und zu de­monstrieren.

Fördergeber: Bundes­ministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Förderkennzeichen: 03XP0377E
Laufzeit: 01.05.2021 - 31.10.2023

KOALA-PLUS

Demonstration von massen­fertigungs­tauglichen Perowskit/Silizium Tandem-Solar­zellen mittels PVD-Ab­scheidung – Erweiterung der KOALA-Anlage Teil­thema: Prozess­technologie für die Abscheidung von TCO-Fenster­schichten für Si-Perowskit-Tandem­zellen

Das Ziel des Vorhabens besteht darin, verbesserte, skalier­fähige Prozesse für die Vakuum-Abscheidung von Perowskit-Solar­zellen zu entwickeln. Parallel dazu werden die dafür not­wendigen Abscheide­technologien und anlagen­bezogenen technischen Lösungen erarbeitet. Auf­bauend darauf wird an einer gemeinsam von Creaphys und VON ARDENNE konzipierten PVD-Cluster­anlage der gesamte Top-Zell-Prozess am HZB verifiziert. Ein Schwer­punkt der Arbeiten konzentriert sich auf die Abscheidung von TCO-Fenster-Schich­ten auf Perowskit-Ab­sorbern mittels der industriell erprobten und hoch­produktiven Sputter-Technolo­gie. Da der Sputter­prozess zu einer Material­schädigung des darunter liegenden Perowskit-Ab­sorbers führen kann, ist ein besonderer Schwer­punkt des Vorhabens darauf aus­gerichtet, den Einfluss der Degradations­prozesse zu identifi­zieren und technisch-technologi­sche Lösungen zu deren Min­derung bzw. Vermeidung  zu entwickeln.

Fördergeber: Bun­desmin­is­terium für Wirtschaft und Kli­maschutz
Förderkennzeichen: 03EE1109B
Laufzeit: 01.05.2021 - 30.04.2024

PEROQ

Perowskit auf Q.antum Tandem­zellen

Das Ziel des Vorhabens PeroQ ist die Entwicklung und der Trans­fer einer Technologie für Perowskit/Silizium-Tandem­solarzellen basierend auf der Bottom­zell-Technologie von Q­cells. Zusammen mit den Projekt­partnern sollen die in der Top­zelle zum Tragen kommenden Auf­dampf-und Sputter-Prozesse weiter­entwickelt werden. Als ein viel­versprechender Loch­kontakt (HTL) für Perowskit­basierte Solar­zellen wird gesputtertes Nickel-Oxid (NiO) entwickelt. In Zusammen­arbeit mit GfE als Target­hersteller soll ein kommerziell nutz­bares keramisches NiO Rohr-Target qualifiziert werden. Ein wichtiger Entwicklungs­schwerpunkt ist der optische und elektrische Kontakt zwischen den beiden Teil­zellen, der u.a. durch Ein­bau einer Zwischen­schicht verbessert werden soll. Im Rahmen der Prozess­qualifizierung der entwickelten Technologie auf 6-Zoll Wafer-Basis wird die Demonstration einer 27% Zell­effizienz angestrebt.

Fördergeber: Bundes­ministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Förderkennzeichen: 03EE1118D
Laufzeit: 01.06.2021 - 31.05.2023

SHAPE

Skalierbare Hochraten­prozesse für die Vakuum­abscheidung von Perowskit-Tandem-Solar­zellen

Das Vorhaben SHAPE verfolgt das techno­logische Ziel, Hochraten­prozesse sowie Anlagen­komponenten und Ausgangs­materialien für die skalierbare Dampfphasen­abscheidung von Perowskit-Solar­zellen im Hinblick auf zukünftige Gigawatt-Skala-Produktions­stätten zu entwickeln. Im Fokus des Teil­vorhabens stehen die bei VON ARDENNE GmbH als Anlagen­bauer verfolgten Verfahren der Dampfphasen­abscheidung. Dabei werden in Zusammen­arbeit mit den Projekt­partnern verschiedene Lösungs­konzepte zu Verdampfungs­quellen, sowie der Prozess­führung im Hinblick auf eine im GW-Maß­stab skalierungs­fähige Technologie entwickelt, untersucht und vom wirtschaft­lichen Aspekt auf ihre Umsetzungs­fähigkeit bewertet. Im Ergebnis der theoretischen Arbeiten entsteht dabei ein Konzept für eine Umsetzung der technischen Lösungen im Pilot­maßstab, die erst eine tragfähige Bewertung der benannten Umsetzungs­risiken ermöglichen kann.

Fördergeber: Bundes­ministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Förderkennzeichen: 03EE1123B
Laufzeit: 01.05.2022 - 30.04.2025

PEPPERONI

Pilot line for European Production of PEROvskite-Silicon Tandem modules on Industrial scale

PEPPERONI ist ein vier­jähriges Forschungs- und Innovations­projekt, das von der Europäischen Union im Rahmen von Horizon Europe ko­finanziert und vom Schweizer Staats­sekretariat für Bildung, Forschung und Innovation unterstützt wird und am 1. November 2022 startete. PEPPERONI wird die Perowskit-/Silizium-Tandem-Photovoltaik (PV)-Technologie in Rich­tung Markteinführung und Massen­produktion weiter­entwickeln. Dem PEPPERONI-Konsortium gehören 17 Partner aus 12 europäischen Ländern an. Es vereint Wissen und Erfahrung von der Grundlagen­forschung über die Erprobung und Entwicklung von Solar­zellen im kleinen Maß­stab bis hin zur industriellen Fertigung großer Solar­module im Hoch­durchsatzverfahren. Im Rahmen von PEPPERONI wird am europäischen Haupt­sitz von Qcells in Thal­heim, Deutschland, eine Pilotlinie für die Entwicklung von Tandem­zellen und -modulen in Industrie­qualität eingerichtet, die innovative Anlagen, Prozesse und Materialien zur Her­stellung von hoch­effizienten Tandemzellen und -modulen umfasst. Schwerpunkt des Teil­vorhabens ist die Skalierung der PVD-Beschichtungs­verfahren für die Tandem­zelle im Pilot­maßstab. Der Ansatz von PEPPERONI verspricht einen schnellen und wettbewerbs­fähigen Weg zur Massen­produktion von PV-Modulen mit hoher Leistung und langer Lebensdauer.

Fördergeber: EU Horizon Europe, Pepperoni
Förderkennzeichen: 101084251
Laufzeit: 01.11.2022 - 31.10.2026

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