Wirkungsgrad von Solarzellen: Fraunhofer ISE nähert sich der 50 % Marke

Tandemmodul vorgestellt. Effizienz durch neue Antireflexbeschichtung und neue Kontaktschichten gesteigert.

Nicht weniger als die bislang effizienteste Solarzelle der Welt wurde jetzt vom Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE vorgestellt. Dabei handelt es sich um ein aus mehreren Schichten aufgebautes, sogenanntes Tandemmodul. Die oberste Lage besteht aus Gallium-Indium-Phosphid (GaInP) und Aluminium-Gallium-Arsenid (AlGaAs). Sie wurde von der französischen Soitec AG auf eine untere Tandemsolarzelle aus Gallium-Indium-Arsenid-Phosphid (GaInAsP) und Gallium-Indium-Arsenid (GaInAs) aufgebracht. Am Fraunhofer ISE wurden die einzelnen Lagen mit verbesserten Kontaktschichten und einer 4-lagigen Antireflexionsschicht versehen, wodurch die Effizienz gesteigert werden konnte.

Mit einem Wirkungsgrad von 47,6 Prozent unter konzentriertem Sonnenlicht wird beinahe die Hälfte des auf die Zelle eintreffenden Lichts in Strom umgewandelt. „50 Prozent“ ist auch der Name und ausgewiesenes Ziel des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Projekts, an dem seit zwei Jahren am Fraunhofer ISE gearbeitet wird.

Zur Anwendung kommen Tandemsolarzellen zum Beispiel in Konzentrator-Photovoltaik-Systemen, bei denen Linsen oder Spiegel Sonnenlicht bündeln und auf die einzelnen Module fokussieren. Hierdurch kann das Sonnenlicht deutlich besser genutzt werden. Da direkte Sonneneinstrahlung notwendig ist, eignet sich diese Technologie vor allem für sonnenreiche Länder.

Am Fraunhofer ISE ist man davon überzeugt, dass die konzentrierende Photovoltaik die nachhaltigste Form der erneuerbaren Stromerzeugung ist. Man wolle daher einen Beitrag leisten, um die Technologie noch effizienter und wettbewerbsfähiger zu machen, so Dr. Frank Dimroth, Abteilungsleiter für III-V Photovoltaik und Konzentrator-Technologie am Fraunhofer ISE.

Photo: © Fraunhofer ISE