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Die Abkürzung für die Oberflächentechnologie Spatial Atomic Layer Deposition hat das niederländische Unternehmen SALD BV gleich auch als seinen Namen gewählt. Das Unternehmen aus Eindhoven hat ein mehrfach patentiertes Verfahren entwickelt, um Beschichtungen, die so dünn sind wie ein einziges Atom, im industriellen Maßstab aufzutragen und hat damit bereits von 2020 auf 2021 eine Umatzverdoppelung erreicht.

CEO Frank Verhage rechnet auch für 2022 mit einer erneuten Umsatzverdoppelung: "Die Technologie hat das Potenzial, ganze Branchen zu revolutionieren."

Wie Verhage ausführt, sind inzwischen vier SALD-Maschinen weltweit im Einsatz, drei weitere sollen bis Jahresmitte ausgeliefert werden. Mehr als 45 Industrieunternehmen rund um den Globus seien dem CEO zufolge damit beschäftigt, die SALD-Technologie in ihre Fertigungsprozesse zu integrieren.

Dieser Prozess wird auch durch drei EU-Projekte unterstützt, in denen SALD eingebunden ist; die Aufnahme in zwei weitere EU-Projekte wird noch vor Jahresende erwartet. Zudem ist SALD in Entwicklungsprojekte des staatlichen niederländischen Technologiefonds ‘NXTGEN Groeifonds' involviert, die 2023 an den Start gehen sollen. „Der Sprung aus dem Labor in die Massenfertigung findet in vielfältiger Weise statt“, sagt Verhage. Dabei hat die SALD BV vor allem drei Märkte im Visier: effiziente Solarzellen, ausdauernde Batterien und umweltfreundliche Verpackungen.

In der Solarwirtschaft lassen sich mit SALD-Beschichtungen für die neue Generation der Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen Wirkungsgrade bei der Leistungsumwandlung erreichen, die weit über der theoretischen Grenze von reinem Silizium liegen. Bei Lithium-Ionen-Batterien erhöht eine SALD-Schicht, welche die Elektroden vor dem Elektrolyten schützt, die Stabilität und verhindert die Bildung von schädlichen Dendriten.

Für die Herstellung von schnellladenden Hochleistungs-Festkörperbatterien der nächsten Generation bietet sich die Beschichtung mit SALD geradezu an. In der Verpackungsindustrie lassen sich dank SALD luftdichte Barriereschichten erzeugen, die die Haltbarkeit von Packgütern erhöhen und den Einsatz von
Kunststoffen oder anderen Verpackungsmaterialien reduzieren.

Über diese drei Anwendungsgebiete hinaus findet die SALD-Technologie Einsatzmöglichkeiten auf zahlreichen weiteren Gebieten, betont das Unternehmen. Als Beispiele werden die Elektrolyse, Brennstoffzellen und optische Geräte genannt.

Zerfallsverschiebung von Perowskit-Solarzellen

Materialwissenschaftler an der University of California (UCLA) haben, zusammen mit Kollegen aus Irvine, Istanbul, Hangzhou und Hsinchu, die Hauptursache gefunden, warum Perowskit-Solarzellen sich im Sonnenlicht verschlechtern, wodurch ihre Leistung mit der Zeit abnimmt. Eine Untergruppe der Perowskite, die Metallhalogenid-Perowskite, sind wegen ihrer vielversprechenden Anwendung für energieeffiziente Dünnschichtsolarzellen von großem Forschungsinteresse.

In Deutschland landen jährlich ca. 10.000 Tonnen Silizium in alten Photovoltaik-Modulen auf dem Recyclingmarkt. Ab 2029 werden es mehrere 100.000 Tonnen pro Jahr sein. Aktuell werden von Altmodulen nur das Aluminium, Glas und Kupfer neu aufbereitet, nicht aber die Silizium-Solarzellen.

Das Technologieunternehmen OPES Solutions und das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP haben ein flexibles Standard-Solarmodul für die Fahrzeugintegration entwickelt. SolFlex basiert auf kristallinen Solarzellen und erzielt pro Quadratmeter eine Mehrleistung rund 30 % gegenüber bisherigen flexiblen Modulen, die die Dünnschicht-Technologie nutzen.

Eine Forschergruppe der Empa hat den Wirkungsgrad von flexiblen Solarzellen auf einen neuen Rekordwert angehoben. Unabhängige Messungen ergaben einen Wert von 21,4 %, wenn diese Art von Solarzellen Licht in elektrischen Strom umwandeln. Zum Vergleich: Der beste Wirkungsgrad einer herkömmlichen (nicht biegsamen) Solarzelle aus kristallinem Silizium liegt bei 26,7 %.

Die Armor solar power films GmbH aus Kitzingen (Bayern), bekannt unter dem Markenamen ASCA, hat eine neue Technologie entwickelt, mit der man organische Solarzellen (OPV) schnell, einfach und flexibel in jegliches Glasformat und jede Fassade integrieren kann.

Metall-Halid-Perowskite gelten als besonders vielversprechende Materialien für Solarzellen der nächsten Generation. Dafür wurde ein neues Modell zur Bestimmung der Photolumineszenz-Quantenausbeute entwickelt.

Metal-halide perovskites are considered particularly promising materials for next-generation solar cells. For this purpose, a new model for determining the photoluminescence quantum yield was developed.

Der folgende Beitrag widmet sich der erneuerbaren Wärmebereitstellung in Unternehmen der Oberflächenbearbeitung, mit dem Fokus auf der Bereitstellung solarer Prozesswärme.

Sonnenkollektoren-Recycling

Die Massenproduktion von Sonnenkollektoren begann vor etwa 20 Jahren. Es wurde damals geschätzt, dass die Lebensdauer etwa 25 Jahre betragen würde. In anderen Worten: in nächster Zukunft werden die Mengen an E-Müll aus veralteten Sonnenkollektoren rasch zunehmen. Bis zum Jahr 2050 werden jährlich schätzungsweise 6 Mio. Tonnen an „Solar-Müll“ generiert. Verfahren zum wirtschaftlichen Recycling von verschrotteten Sonnenkollektoren müssen noch entwickelt werden, um Silber, Silizium und andere wertvolle Materialien zurückzugewinnen.

Der Halbleiter Perowskit gilt als neue Hoffnung, den Herstellungspreis für Solarzellen unter denjenigen des bislang verwendeten Siliziums zu drücken. Die Empa entwickelt neue Herstellungsverfahren, um Perowskit-Solarzellen nicht nur günstiger, sondern auch schneller zu produzieren und fit für die Industrie zu machen.