PV Anlage
Photovoltaiktechnik und Pflanzenkohle
Mitte des Jahrhunderts wird die Photovoltaik nach Schätzungen der Internationalen Energieagentur (IEA) die wichtigste Energiequelle weltweit sein. In der Forschungsgruppe Photovoltaik-Technik (PVT) werden unter der Leitung von Prof. Dr. Heide Biollaz und Prof. Dr. Daniel Kray insbesondere zukunftsweisende Produktionstechniken von Solarzellen und -modulen entwickelt. Der Fokus liegt auf der strategischen Produktentwicklung für mittelständische Maschinenbauer im Bereich Solarmodulbau. Aktuell wird ein Labor aufgebaut, um neue Verfahrenstechnik in diesen Bereichen so weit zu entwickeln, dass Unternehmen in die Prototypenphase eintreten können. Die Arbeiten werden unterstützt durch umfangreiche Charakterisierungssysteme, zum Beispiel Photo- und Elektrolumineszenz, REM/STEM und hochauflösende konfokale Mikroskopie.
Weiterhin werden die sogenannten Negativemissionstechnologien (NET) erforscht. Im Zentrum steht PyCCS (pyrogenic carbon capture and storage), das aus biologischen Reststoffen neben Pyrolyseölen und -gasen Pflanzenkohle herstellt. Diese kann in vielfältigen Anwendungen den Kohlenstoff aus dem CO2 der Luft dauerhaft speichern und damit aktiv die Erde kühlen. Besonders interessant ist die Kaskadennutzung in der Landwirtschaft (Tierfutter, Güllebehandlung, Düngerhilfsstoff, Bodenverbesserung), die im Projekt "FYI: Landwirtschaft 5.0" untersucht wird: fyi-landwirtschaft5.org.
Projekte Forschungsgruppe PVT
Publikationen Forschungsgruppe PVT
(1) Reviewed Journals
- Jannis Grafmüller, Hans-Peter Schmidt, Daniel Kray, Thomas D. Bucheli, Haike Mäurer, Jens Möllmer, Heiko Peisert, Nikolas Hagemann, "Biochar acidification increased sorption and reduced leaching of nitrate", Journal of Environmental Management, Volume 393, 2025, 127224, ISSN 0301-4797, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2025.127224. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479725032001)
- M. Domènech Monfort, A. Sandhaas, E. Zozmann, C. Pönisch, D. Kray, N. Hartmann, "Energy system transformations toward zero emissions: A focus on pyrolysis", Energy Conversion and Management: X, Volume 26, 2025, 101052, ISSN 2590-1745, https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2025.101052. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590174525001849)
- Grafmüller, J., Möllmer, J., Muehe, E.M. et al. "Granulation compared to co-application of biochar plus mineral fertilizer and its impacts on crop growth and nutrient leaching". Sci Rep 14, 16555 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-66992-0
- Domènech Monfort, Meritxell and Sandhaas, Anna and Zozmann, Elmar and Pönisch, Christoph and Kray, Daniel and Hartmann, Niklas, The Role of Pyrolysis as a Negative Emission Technology in Future Energy Systems. Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=4606539 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4606539
- Grafmüller, J.; Schmidt, H.-P.; Kray, D.; Hagemann, N. "Root-Zone Amendments of Biochar-Based Fertilizers: Yield Increases of White Cabbage in Temperate Climate". Horticulturae 2022, 8, 307. https://doi.org/10.3390/horticulturae8040307
- D. Kray et al., "N.I.C.E.-Wire: Next Generation Robust Eco-Friendly Bifacial PV Modules With High Efficiency," in IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 12, no. 1, pp. 38-44, Jan. 2022, doi: 10.1109/JPHOTOV.2021.3124168.
(2) Konferenzbeiträge
- P. Leibiger, C. Pönisch, T. Seifert, D. Kray, "Paving the Way for Low Breakage Rates in Industrial Production of N.I.C.E.-Wire Modules", World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (8. : 26-30 September 2022 : Milan, Italy), https://doi.org/10.4229/WCPEC-82022-3DV.1.7
- D. Reinwand, P. Wiechers, D. Kray, "NEW DEVICE FOR ACCURATE Measurement of busbarless Bifacial Solar Cells by Using N.I.C.E.™ Technology“, 37th EU-PVSEC 2020, online.
- Dirk Reinwand, Benedikt King, Joerg Schube, Frédéric Madon, Roland Einhaus, Daniel Kray, "Lab-scale Manufacturing of Medium-sized N.I.C.E.TM Modules with High-efficiency Bifacial Silicon Heterojunction Solar Cells", AIP Conference Proceedings 2156, 020009 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5125874
- D. Reinwand, D. Pysch, N. Bay, J. Burschik, H.H. Kuehnlein, F. Madon, R. Einhaus, A. Brand, V. Arya, B. Smith, D. Richter, D. Kray, "All Copper NICE Modules", 7th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, June 10-15, 2018, Waikoloa, Hawaii, USA
(3) Sonstige Veröffentlichungen
- D. Kray, N. Hagemann, C. Pönisch, Strategien für pflanzenkohlebasierte Düngung -Klassifizierung der Produkte Landwirtschaftliche Dekarbonisierung mit Pflanzenkohle, November 2023, DOI: 10.13140/RG.2.2.14907.39201, Conference: German Biochar Forum 2023, Berlin, Germany
- Harald Bier, Helmut Gerber, Marcel Huber, Hannes Junginger, Daniel Kray, Jörg Lange, Hansjörg Lerchenmüller, Pål Jahre Nilsen, "EBI Whitepaper - Mit Pflanzenkohle basierten Kohlenstoffsenken dem Klimawandel entgegenwirken", www.biochar-industry.com/why
