Erneuerbare Energien

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Angesichts des weltweit wachsenden Energiebedarfs und der ansteigenden Treibhausgasemissionen gewinnt eine nachhaltige Energieversorgung immer stärker an Bedeutung. Die Energieproduktion soll klimaverträglicher werden und uns gleichzeitig unabhängiger von fossilen Brenn-, Kraft- und Heizstoffen machen. Erneuerbare Energien gehören zu den wichtigsten Stromquellen und ihr Ausbau stellt eine zentrale Säule der Energiewende dar.

Wir entwickeln Verfahren für eine effizientere Energiegewinnung aus Sonne, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Geothermie. Beispielhaft hierfür stehen unsere laserbasierten Lösungen für die organische Photovoltaik, die bereits den Sprung in die industrielle Produktion gefunden haben. Ein weiterer Schwerpunkt unserer Forschungs- und Entwicklungsarbeiten sind funktionale und hochleistungsfähige Beschichtungen wie zum Beispiel Verschleißschutzschichten für Wasserkraftanlagen oder Heizschichten auf Windradflügeln als Schutz vor Vereisung.

Windenergie

  • Beschichten von Gleitlagern mit Lagermetall mittels Laserauftragschweißen
  • Thermisch gespritzte Heizschichten auf Windradflügeln: Schutz gegen Vereisung (Anti-Icing)

Biomasse und Geothermie

Biomasse:

  • Gasreinigung (Verunreinigung messen)

Geothermie:

  • Werkstoffliche Ansätze (Rohre, Bohrwerke) 

Aktuelle Forschungs- und Entwicklungsergebnisse

Organische Photovoltaik: Dünnschichten präzise mit dem Laser trennen

Laserbearbeitete Funktionsmuster eines ultradünnen organischen Solarmoduls.
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Laserbearbeitete Funktionsmuster eines ultradünnen organischen Solarmoduls.

Kosteneffizientere organische Photovoltaik (OPV) mit ultrakurzen Lichtimpulsen – dank eines exakt angepassten Laserprozesses gelingt es unseren Forschern, für einen mittelständischen Solarfolien-Produzenten gestapelte Schichten einer OPV mikrometergenau zu durchtrennen. Dafür haben wir den passenden Prozess identifiziert. Ein Pikosekundenlaser unterteilt das photoaktive sowie das Trägerelektrodenmaterial der Schichtstapel entsprechend dem Strompfad, um das elektrische Verschalten der Zellen zu ermöglichen.

Die Herausforderung: Die integrierte Barriereschicht muss dabei intakt bleiben. Anstelle von Glas schützt diese die Solarzellen vor Umwelteinflüssen. Dieser selektive Prozess ist die Voraussetzung dafür, um die Entwicklung organischer Photovoltaik voranzutreiben. Auf diese Weise spart sie im Vergleich zu kristallinen Solarzellen Gewicht ein und kann Energie sowohl mobil als auch auf frei geformten Flächen gewinnen.

 

Aktuelles / 10.5.2021

Oberflächen suspensionsgespritzter Oxidschichten funktionalisieren