Solarzellen-Technikum 4.0 gegründet

Solarzellenforschung am Fraunhofer IPA (Bild: R. Bez, Fh.-IPA)

Die Photovoltaikforschung intelligent über verschiedene Standorte hinweg in einem Technikum 4.0 zu vernetzen und damit zu beschleunigen, haben sich Wissen­schaftler aus Baden-Württemberg vorgenommen. Gleich­zeitig soll das vom Land geförderte Projekt Industrie-4.0-tauglichen Produktions­anlagen weitere Marktchancen schaffen.

Um die Entwicklungszeiten von Silizium-Solarzellen der nächsten Generation durch intelligente Anlagen­nutzung drastisch zu reduzieren, haben sich das Fraunhofer-Institut für Produktions­technik und Automati­sierung IPA, Stuttgart, das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg, das Institut für Photo­voltaik der Universität Stuttgart und das Inter­national Solar Energy Research Center, Konstanz, ISC, in einem vom Land geförderten Projekt namens Industrie 4.0 im Einsatz für zukünftige Solarzellen­entwicklung und -fertigung InES zusammen­geschlossen und das Solar­zellen-Technikum 4.0 gegründet.

Das Besondere daran: Geforscht wird in realen Labors an den Instituten, die zum Technikum 4.0 digital vernetzt sind. „Das neu gegründete, verteilte Technikum 4.0 bündelt die Kompetenzen jedes Forschungs­instituts über die räumlichen Distanzen hinweg“, erklärt Martin Kasperczyk, Projekt­leiter am IPA. Dass das Ganze mehr als die Summe seiner einzelnen Teile ist – davon ist der Wissen­schaftler überzeugt: „Die bislang einmalige intelligente Vernetzung von Planung, Herstellung und Vermessung der Solarzellen an verschiedenen Instituten wird die Photovoltaikforschung deutlich beschleunigen und gleichzeitig neue Marktchancen für Industrie-4.0-taugliche Produktionsanlagen eröffnen.“

Im Technikum 4.0 tauschen Maschinen auf Basis genormter Schnitt­stellen Daten mit zentralen Rechnern aus, die ihrerseits mit mobilen Endgeräten kommunizieren. „Die Technologie wird derzeit für die Entwicklung von industrie­tauglichen hoch­effi­zienten Solar­zellen getestet und kann zukünftig auch für das schnelle Anfahren neuer Produktions­linien und die laufende Qualitäts­kontrolle genutzt werden“, so der Wissen­schaftler. Das Technikum 4.0 wird auch nach Beendigung des derzeit noch laufenden Projekts bestehen bleiben.

Zusammen mit den Maschinenbauern Centro­therm Photo­voltaics, ASYS Auto­matisierungs­systeme, RENA Technologies und dem Prozess­integrator RCT Solutions entwickelt das Projekt Maschinen weiter, die eine industrielle Produktion von höchst­effizienten Solar­zellen ermöglichen. Im Technikum 4.0 werden unter anderem bestehende Wirkungs­grad­rekorde kristalliner Silizium-Labor­solar­zellen des Fraunhofer-ISE (25,3 % auf 4 cm², TopCon Solarzelle) und der Uni Stuttgart (23,2 % auf 4 cm² und 22 % auf 243 cm², Rück­kontakt-Solar­zelle) und industrie­taugliche PV-Zellen des ISC (20,5 % auf 243 cm², Typ n-PERT oder BiSoN) bestätigt und weiterentwickelt. (Quelle: Fh.-IPA)

Link: nICLAS Innovation Center für Laborautomatisierung, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart

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