Effizientere Solarzellen: Neue Generation in der Entwicklung

Das Fraunhofer Institut für solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg versucht momentan erstmals Solarzellen mit einem elektrischen Wirkungsgrad von 50 Prozent zu entwickeln. In dem Projekt – welches in Kooperation mit dem französischen Unternehmen SOITEC stattfindet – wird eine neue Generation von Mehrfach – Solarzellen erprobt.

Was ist neu?

Das neue an den Solarmodulen ist, dass nun erstmals anstatt sogenannter dreifach – Solarzellen aus speziellen Halbleitermaterialien, vierfach – Solarzellen eingesetzt werden. Dabei werden die einzelnen Solarzellen mittels des sogenannten Wafer – bond – Verfahrens fest miteinander verbunden. Damit ist ein Stromfluss durch die Grenzflächen der vierfach – Solarzelle möglich.

Im Moment ist bereits eine Solarzelle mit 43,6 Prozent Wirkungsgrad entwickelt wurden. Mittels des innovativen Wafer – bond – Verfahrens hoffen die Forscher in Zukunft auf noch effizientere Zellen, welche auch mehr als vierfach sein können. Wafer – bonden bezeichnet im Detail eine Technik mit der man Halbleiterkristalle so stark miteinander verpresst, dass diese atomare Verbindungen bilden. Bei konventionellen Verfahren ist dies nicht möglich, da die Halbleitermaterialien unterschiedliche Gitterkonstanten haben und nicht aneinander haften würden.

Die Technik ist nicht neu. Die französische Partnerfirma verwendet das Wafer – bonden schon seit Jahrzehnten bei der Substratherstellung für die Mikroelektronikindustrie. Neu ist allerdings die Anpassung des Verfahrens auf die Solarindustrie. Eine Leistung von SOITEC und deren Entwicklungspartner CEA – Leti.

Herausforderung der verfahrenstechnischen Optimierung

Das Fraunhofer ISE übernimmt den Teil der verfahrenstechnischen Optimierung. 30 verschiedene Halbleiterschichten musste das Fraunhofer ISE in Zusammenarbeit mit dem Helmholtz Zentrum Berlin für die vierfach – Zelle anpassen. Ergebnis ist die bereits beschriebene Solarzelle mit 43,6 Prozent durchgängigen Wirkungsgrad.

Das längerfristige Ziel ist es, die Verfahren und Materialien derart zu optimieren das Zellen mit einem 50 prozentigen Wirkungsgrad möglich sind. Die Effizienzgewinne der neuen Technik können als Ergebnis enorme Kosteneinsparungen für die Unternehmen bedeuten und zudem zu einer höheren Energiebereitstellung durch Solarenergie beitragen. Pionieranwender wird SOITEC sein.

Tags

Weitere passende Beiträge

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Close
Close