Das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) meldet einen neuen Wirkungsgrad-Rekord: Monolithische Tandem-Konzentrator-Solarzellen sollen Wirkungsgrade bis 31 % erreichen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie hat diese Arbeiten gefördert. Nachdem Freiburger Forscher mit Tandem-Zellen aus GaAs/GaSb schon 31.1 % erzielt hatten, scheint nun auch für monolithische Tandem-Konzentratorzellen die magische Schallmauer von 30 % durchbrochen. Wird in dieser Richtung konsequent weiter geforscht, so hält das Institut Wirkungsgrade von über 35 % für erreichbar.

Werden zwei Photovoltaikzellen mechanisch gestapelt, können sie die Solarstrahlung effizienter in elektrische Energie umwandeln. Dafür sind vor allem Teilsolarzellen verantwortlich, welche die unterschiedlichen Bereiche der Sonnenstrahlung effizienter in elektrische Energie umsetzen. Solche „Tandemsolarzellen“ wurden bislang im Weltraum eingesetzt. Zur Anwendung kommen die neuen Zellen in Konzentrator-Modulen: Linsen und Spiegel konzentrieren das Sonnenlicht um das 100 bis 1000fache. Dies ermöglicht die aus teueren Flächeneinheiten bestehende Solarzelle kleiner zu halten – die Kosten werden reduziert.

Die Wissenschaftler am Fraunhofer ISE entwickelten nun neue Schichtstrukturen auf der Basis von Gallium-Indium-Arsenid und Gallium-Indium-Phosphid, die in einem einzigen Prozess hergestellt werden können. Auch dieses effiziente Produktionsverfahren trägt zu einer Kostenreduktion bei. Selbst bei 1300fach konzentriertem Sonnenlicht sollen die neuen Zellen noch einen Wirkungsgrad von 29 % erreichen. „Solch hohe Wirkungsgrade bei einer so hohen Konzentration des Sonnenlichtes wurden bisher noch nie erzielt“, sagt der Leiter der Gruppe „III-V-Photovoltaikzellen und Schichtstrukturen“ am Fraunhofer ISE, Dr. Andreas Bett. Er hält die Entwicklung für einen Meilenstein bei der Entwicklung von Konzentrator-Solarzellen in der Photovoltaik.

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Fraunhofer ISE, Tel +49 (0) 7 61/45 88-1 50 E-Mail: info@ise.fhg.de;
Dr. Andreas Bett, Tel. +49 (0) 7 61/45 88-257 E-Maill: bett@ise.fhg.de;

Quelle: Fraunhofer ISE Presseinfo, 05.09.2000