Programm Photovoltaik Ausgabe 2009 ... - Bundesamt für Energie BFE

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5/10 und mit Stichworten katalogisiert, sowie die vorhanden Pdf-Files auf einer CD abgelegt und an die PEC Forschungsgruppe der EPFL übergeben. Das ursprüngliche Ziel, diese Publikationssammlung zu einer umfangreichen nationalen PEC-Bibliothek (NaPECK) auszubauen wurde jedoch fallengelassen, da nach Meinung sowie heutiger Praxis der PEC Stakeholder entsprechende Informationen fallweise in den grossen Akademischen Bibliotheken individuell nach-recherchiert werden. Dr. E. Figgemeier ehemals bei der Uni Basel arbeitet heute bei Bayer Technology Services GmbH und pflegt weiterhin regen Kontakt mit den Schweizer PEC Kompetenzträger. Bayer Technology Services beteiligte sich am gemeinsamen PEChit EU-Proposal. Dazu kommt, dass die PEC Grundlagenforschungsaktivitäten des Department of Chemistry der Uni Basel durch das Team von Prof. E. Constable im Rahmen vom BFE Projekt [7] sowie Nationalfondsprojekten weitergeführt werden. Analoges gilt an der EPFL für die Arbeiten von Dr. I. Cesar sowie Dr. M. Barroso. Für die fokussierte Fortsetzung der Schweizer PEC-Forschungsarbeiten stand die Erarbeitung eines nationalen Forschungsplans zur koordinierten Entwicklung einer neuen hybriden PV-PEC Demonstrator Zelle im Vordergrund. Ein wichtiger Input hierfür war ein erstes Proposal von Dr. A. Currao [6]. Darin sind die möglichen Technologiekombinationen vorgestellt (siehe Figur 3), sowie deren Vor- und Nachteile ausgearbeitet. Für die halbleiterbasierte PEC Wasserspaltung ist ein erfolgversprechender Ansatz angedacht worden, welcher später im PEChouse Projekt (WP-2) weiterverfolgt wurde. Dabei wird die Kombination von verschiedenen Trägermaterialien (target host materials, matrix) mit einer Vielfalt von aktiven Materialien (target guest material) systematisch untersucht. Halbleiter dotiert mit Reduktions- Elektrolyse mit Photovoltaik (Pt-Elektroden) und Oxidations-Katalysator Halbleiter Anode und Kathode Halbleiter-Anode und Pt-Kathode Figur 3: Verschiedene Technologiekombinationen für die photoelektrochemische (PEC) Wasserspaltung mit und ohne Photovoltaik-Zelle (PV) sowie Pt- und halbleiterbasierten Elektroden [6] Auf der Basis der BFE Anschubfinanzierung (1.5 MioCHF/4Jahre) sowie von signifikanten Eigenmitteln der EPFL (3.9 MioCHF) für das PEChouse Projekt (siehe Punkt 2) konnten 2007 mit Dr. K. Sivula und Dr. S. Warren zwei motivierte Jungforscher zur tatkräftigen Fortsetzung der PEC-Forschung am ISIC/LPI der EPFL engagiert werden (2008 ergänzt durch F. Le Formal, A. Paracchino, J. Brillet, und M. Cornuz). Die Forschergruppe von PEChouse ist per Ende 2008 auf knapp 800 Stellenprozente angewachsen (siehe Tabelle 1, inklusive Funktionsbeschreibung). Begleitet vom PECNet-Team und unter Mitwirkung des Energy Centers (EC) der EPFL wurde ein erweiterter Forschungsplan mit zwei technischen und einem Management Workpackage WP-1-3 aufgestellt [8]. PECNet, M.Spirig, SPF Institut für Solartechnik 179/290
NAME FUNCTION Prof. Michael Grätzel Scientific lead Dr. Md. Khaja Nazeeruddin Research Associate, synthetic chemist Dr. Andreas Kay Scientific collaborator (Teilzeit) Dr. Paul Liska Research Associate (Teilzeit) Dr. Monica Barroso Post-Doc from Uni Coimbra Portugal (abgeschlossen Anfang 2008) Dr. Kevin Sivula Post-Doc from UC Berkeley Dr. Scott Warren Post-Doc from Cornell University Florian Le Formal Replacing Ilkay Cesar, Ph.D student Marie Curie Network grant Ms. Adriana Paracchino Ph.D student Mr. Jérémie Brillet Ph.D student Marie Curie Network grant Mr. Maurin Cornuz preparing his Master thesis Tabelle 1: PEC Forscher-Team am LPI der EPFL (weitere Details siehe [8]) Das PEChouse Forschungsprojekt ist in drei Arbeitspakete eingeteilt (WP-1, -2 und -3). WP-1 betrifft den Ausbau der Forschungsaktivitäten der am LPI entwickelten, nano-strukturierten Eisenoxid-Photoanode. Die PEChouse Forschungsgruppe der EPFL ist in diesem Bereich weltweit führend. Als Forschungsschwerpunkte gelten (i) die Entwicklung und Optimierung von Fe2O3- Dünnfilm-Herstellungs-Technologien, (ii) die Analyse der Wirkung von Dotierungen z.B. durch Silizium, und (iii) die Untersuchung verschiedener Interface-Dünnfilmschichten für die Kontaktierung von Fe2O3 mit dem transparenten, leitenden Oxid. WP-2 untersucht die vielfältigen Möglichkeiten PEC-Wasserspaltung auf der Basis von geordneten, mesoporösen Oxiden als Precurser oder Host für neue Halbleiter-Photoanoden zu erreichen. Untersucht werden zudem neue komplexe Oxide (termäre sowie Mehrfachoxide, siehe Proposal von Dr. A. Currao [6]). Materialentwicklung und nano-strukturierenden Beschichtungstechnologien bilden weiterhin die Hauptarbeiten von WP-2. Das Rekrutieren eines hauptsächlich für WP-2 zuständigen, ausserordentlichen Doktoranden ist ausstehend. WP-3 beinhaltet das Projektmanagement und die Verbreitung der Resultate in relevanten Kreisen. Zur Klärung des Zusammenarbeitspotentials wurden zudem EPFL interne Meetings (Prof. H. Hofmann, Dr. P. Hoffmann - Nanotechnologien), ein nationales Meeting (SwissPEC) und das letzte IEA- HIA Annex-20 Expertentreffen durchgeführt sowie die Website erarbeitet und auf die durchgeführten Aktivitäten und Resultate hin aktualisiert. Da nun PEChouse mit seiner eigenen Website http://pechouse.epfl den Lead in dieser Angelegenheit vollständig übernommen hat, wird die internationale Arbeits-Website für das „PEChit“ EU-Proposal (www.PECNet.org) im Laufe des Jahres 2009 eingestellt. Der Domainname ist somit für allfällige gleichartige Aktivitäten verfügbar. Analog der PEChit Arbeits-Website verfügt die neue PEChouse Website über einen Intranet-Teil zum interaktiven Austausch von Arbeitsfiles, Publikationen, Dokumenten, etc. unter den PEChouse-Mitarbeitern und Partnern. Es ist geplant künftig auch PEC- Informationen für das breite Publikum auf der Website zu verbreiten. 2. Bündelung und Vernetzung der Kräfte Zu Beginn des PECNet Projektes war es noch unklar welche Institution / Gruppe / Leiter das neue Schweizer PEC-Wasserspalt-Kompetenzzentrum aufbauen würde. Als Hauptkollaborationspartner eigneten sich insbesondere ISIC/LPI der EPFL, IMT der Uni Neuenburg, Chemie Departement der Uni Basel, Festkörperphysiklabor der ETHZ, und Chemie Departement der Uni Zürich. Im Verlauf des ersten Jahres wurden zur Klärung entsprechende Interessensgespräche mit PEC- Stakeholdern durchgeführt. Bei diesen Gesprächen ging es darum die Idee und Ziele von PECNet und das Vorgehen zum Aufbau innerhalb der Schweiz zu kommunizieren, sowie die Möglichkeiten und Interessen geeigneter, junger Know-how-Träger zur Weiterführung der Forschungsarbeiten zu klären. Die damals erreichten Resultate sind im BFE Jahresbericht 2007 [4] zusammengestellt. Der iterative Kommunikationsprozess führte schliesslich wie oben erwähnt dazu, dass die Verantwortung für die Schweizer PEC-Forschung durch das Laboratoire de Photonique et Interfaces (LPI, Prof. M. Grätzel) und des Energy Centers (EC, Prof. H. B. Püttgen, Dr. M. Capezzali) der EPFL übernommen wurden. Wesentlich und damit entsprechend zu verdanken, waren hierbei das Zustandekommen PECNet, M.Spirig, SPF Institut für Solartechnik 180/290 6/10
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