Erstmals Vierfach-Solarzelle mit 43,6 Prozent Wirkungsgrad vorgestellt

25. Mai 2013, 18:05
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Neuartige Produktionstechnologie ermöglicht in Zukunft sogar Wirkungsgrade bis 50 Prozent

Ein deutsch-französisches Wissenschafter-Team arbeitet derzeit an einer neuen Generation von Mehrfach-Solarzellen, die das Potenzial haben in Zukunft Wirkungsgrade bis zu 50 Prozent zu erreichen. Die Forscher setzen dafür anstelle der bisher gängigen Dreifach-Solarzellen erstmals Vierfach-Solarzellen ein.

Bei der Konstruktion werden zunächst zwei Tandemsolarzellen separat auf unterschiedlichen Substraten von Halbleitermaterialien der Gruppen III und V des Periodensystems abgeschieden und anschließend durch das so genannte Wafer-bond-Verfahren so fest miteinander verbunden, dass die Grenzfläche den Stromfluss durch die Vierfach-Solarzelle erlaubt.

Verbunden, was sonst nicht zusammen passt

"Dabei kombinieren wir Kristalle miteinander, die eigentlich nicht zueinander passen und daher mit herkömmlichen Verfahren auch nicht mit hoher Qualität direkt aufeinander abgeschieden werden können," erklärt Frank Dimroth vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Unter Wafer-bonden versteht man eine Methode, bei der Halbleiterkristalle mit unterschiedlicher Gitterkonstante so verpresst werden, dass sich an der Grenzfläche atomare Bindungen ausbilden. Diese Technologie stellt ein zentrales Know-How der französischen Firma SOITEC und des Entwicklungspartners CEA-Leti dar.

Das Ergebnis dieser deutsch-französischen Zusammenarbeit ist eine Vierfach-Solarzelle, die einen herausragenden Wirkungsgrad von 43,6  Prozent bei 319-facher Konzentration des Sonnenlichts erreicht. Bei einem Konzentrationsfaktor zwischen 250 und 500 Sonnen liegt der Wert durchgehend über 43 Prozent. Erstmals wurde ein derartig hoher Wirkungsgrad mit einer Solarzelle aus vier in Serie verschalteten pn-Übergängen nachgewiesen. Die weitere Entwicklung der neuen Vierfach-Solarzellen verspricht in Zukunft noch höhere Wirkungsgrade bis 50 Prozent. (red, derStandard.at, 25.05.2013)

  • Die Prototypen der neuen Vierfach-Solarzelle schaffen bereits einen Wirkungsgrad von 43,6 Prozent. In Zukunft sollen sogar noch höhere Wirkungsgrade möglich sein.
    foto: fraunhofer ise

    Die Prototypen der neuen Vierfach-Solarzelle schaffen bereits einen Wirkungsgrad von 43,6 Prozent. In Zukunft sollen sogar noch höhere Wirkungsgrade möglich sein.

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