Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Mit HWCVD hergestellte Si-Schichten für eine Heterostruktur-Solarzelle.
Energie
Leistungsfähige Technologien sind der Schlüssel für eine erfolgreiche Energiewende
Die Defossilisierung von Gesellschaft und Wirtschaft erfordert eine konsequente Energiewende hin zu erneuerbaren Energien. Diese kann jedoch nur gelingen, wenn Technologien der Energieerzeugung, -wandlung und -speicherung noch effizienter, kostengünstiger und umweltfreundlicher gestaltet werden. Die weiter fortschreitende Digitalisierung erlaubt es, komplexe Systeme wie Erzeugerverbünde, Energienetze oder industrielle und private Energieverbraucher intelligent miteinander zu vernetzen.
Von Photovoltaik über Batterien bis Wasserstoff – das Fraunhofer IST entwickelt neuartige Lösungen für die Energiebranche
Am Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST treiben wir die Energieforschung in vielfältigen Bereichen maßgeblich voran. Besondere Schwerpunkte stellen die Entwicklung neuer und nachhaltiger Batteriegenerationen auf Basis von Festelektrolyten (All Solid State Batteries – ASSB) sowie auf Grundlage nachwachsender Rohstoffe dar. Dabei steht neben der Produktion insbesondere ein effizientes Recycling zur Schließung der Materialkreisläufe im Fokus.
Im Bereich der Photovoltaik sorgen wir mit neuartigen und industriell etablierten Prozessen zur Herstellung von funktionellen Dünnschichtsystemen für immer höhere Effizienzen von Solarzellen.
Die Marktreife von Wasserstofftechnologien ermöglichen wir einerseits durch optimierte Schichtsysteme für Komponenten wie Elektrolyseure, Brennstoffzellen oder Wasserstofftanks. Gleichzeitig lösen wir systemische Fragestellungen wie die industrielle Wasserstoffversorgung und die Realisierung einer Sektorenkopplung. Gemeinsam mit starken Partnerinnen und Partnern aus Industrie und Wissenschaft treiben wir die Energieforschung voran – zum Beispiel im Fraunhofer-Zentrum für Energiespeicher und Systeme ZESS, in der Battery LabFactory Braunschweig (BLB), im Wasserstoff Campus Salzgitter und in der Open Hybrid LabFactory (OHLF).
Gemeinsam finden wir Lösungen – wir beraten Sie gern!
Unsere Schwerpunkte und Kompetenzen
Nachhaltige Energiespeicher und -wandler
Im Wandel von fossilen Brennstoffen zu erneuerbaren Energien ist eine ganzheitliche Betrachtung des gesamten Produktlebenszyklus von Komponenten für Wasserstoff- und Batterieanwendungen entscheidend, um Energie aus erneuerbaren Quellen effektiv und ressourcenschonend zu speichern und eine grüne Energiewirtschaft zu fördern. Zudem sind hohe Produktionskosten sowie der Mangel an Infrastruktur wesentliche Hürden für eine breite Marktakzeptanz. Am Fraunhofer IST verfolgen wir das Ziel, Technologien ökonomisch und ökologisch zu realisieren. Dafür entwickeln wir innovative Ansätze für die Herstellung, Nutzung und das Recycling von Energiespeichern und -wandlern.
Die Zukunft der Solarzellherstellung
Obwohl Photovoltaik mittlerweile die günstigste Technologie zur Stromerzeugung ist, gibt es in der PV-Branche große Hürden zu überwinden. Zentrale Punkte sind die unzureichende Netzintegration und die begrenzten Speichermöglichkeiten. Dies führt dazu, dass der erzeugte Strom nicht vollständig ins Netz eingespeist werden kann und die daraus resultierenden erhöhten Netzentgelte von den Verbraucherinnen und Verbrauchern getragen werden müssen. Ein weiteres Problem liegt in der Produktionskette: Die Herstellung der Photovoltaik-Module findet größtenteils in China statt. Um die Resilienz Europas in diesem Bereich zu stärken, wäre eine eigenständige europäische Zell- und Modulproduktion erforderlich. Die damit verbundenen höheren Kosten würden die Stromerzeugungskosten nur geringfügig beeinflussen – um weniger als 0,5 Euro-Cent pro Kilowattstunde.