Am Institut für Energie- und Klimaforschung – Photovoltaik (IEK-5) werden neuartige Materialien sowie innovative Bauelementarchitekturen für die nachhaltige Photovoltaik (PV) auf der Basis dünner Schichten erforscht. Die WissenschaftlerInnen des IEK-5 befassen sich mit den physikalischen Grundlagen von hauptsächlich ungeordneten Materialien, die in Solarzellen verwendet werden. Dies können amorphes oder mikrokristallines Silizium und seine Legierungen, organische oder hybride (organisch-anorganische) Materialien sowie verschiedene funktionelle Oxide sein. Darüber hinaus werden Komponenten und Bauelemente für neue Anwendungen entwickelt, wie beispielsweise für Passive- und Kontaktschichten, die in Hocheffizienz-Silizium-Heterostruktursolarzellen zum Einsatz kommen können. Darüber hinaus sind optimierte Silizium-Dünnschicht-Stapelzellen auf flexiblen Substraten oder für Anwendungen im Bereich der solaren Wasserspaltung Forschungsgegenstand des Instituts. Gleichzeitig entwickelt das IEK-5 die Technologie zur Herstellung von Solarzellen mit besonderem Augenmerk auf die industrielle Anwendung und die damit verbundenen Fragen des Scale-up der Technologie. Eine zentrale Voraussetzung für die erfolgreiche Entwicklung von Materialien, Bauelementen und Produktionstechnologien sind umfangreiche Sets von Charakterisierungsmethoden und Simulationsmöglichkeiten, die zur Analyse der optoelektronischen Eigenschaften von Dünnschichtmaterialien und verwandten Bauelementen eingesetzt werden. Diese Aktivitäten umfassen alle relevanten Längenskalen von der atomistischen Auflösung von Nanostrukturen und Elementarprozessen bis hin zur Ertragsanalyse von Modulen oder Photovoltaiksystemen.

Hauptaufgabe im H2ATLAS-AFRICA Projekt:
Das IEK-5 ist an dem Arbeitspaket W3 „Potenziale volatiler erneuerbarer Energiequellen“ beteiligt. Die Arbeitsgruppe wird das am IEK-3 implementierte Leistungsmodell verifizieren. Zu diesem Zweck werden PV-Datensätze von Bodenwetterstationen mit PV-Moduldaten zur Verifizierung verwendet. Darüber hinaus wird der Einfluss spektraler Effekte untersucht, da die meisten Daten für die Modellierung eine Luftmasse von 1,5 annehmen, was in Afrika weniger geeignet ist.