Tripel-Solarzellen: Photovoltaische Winzlinge erzielen hohe Wirkungsgrade

Weit über 90% der heute am Markt verfügbaren Solarzellen basieren auf dem Halbleitermaterial Silizium. Mit einer Rekordmeldung macht nun eine andere Material-Option von sich reden. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat mit einer neu entwickelten Konzentrator-Solarzelle aus III-V Halbleitern einen europäischen Wirkungsgradrekord von über 35% erzielt.  Der Winzling sei nur 0,031 Quadratzentimeter klein und bestehe aus Materialien der dritten und fünften Gruppe des Periodensystems, so das ISE in einer Pressemitteilung. Wirkungsgrade von über 30% sind nur durch ein Übereinanderstapeln von Solarzellen aus verschiedenen Halbleitermaterialien zu erzielen. „Bei unserer Rekord-Zelle handelt es sich um eine sogenannte monolithische Tripel-Solarzelle“, erklärt Andreas Bett, Projektleiter am Fraunhofer ISE. „Sie besteht aus Galliumindiumphosphid, Galliumarsenid und Germanium und wird in einem einzigen Prozess hergestellt. Durch den Einsatz von drei verschiedenen Materialien steigern wir die Effizienz, da wir auf diese Weise unterschiedliche Teile des Sonnenspektrums optimal in elektrische Energie umwandeln“, so Bett.

High-tech für den Weltraum; Konzentrator-Solarzelle für die Stromerzeugung auf der Erde

Dieser Zelltyp und sein hoher Wirkungsgrad sei speziell für den Weltraum von entscheidender Bedeutung. RWE Space Solar Power in Heilbronn fertige bereits Tripelzellen mit größeren Flächen nach einem am Fraunhofer ISE entwickelten Prozess. Für die Stromerzeugung auf der Erde, werde die Tripelzelle als Konzentrator-Solarzelle eingesetzt. Dabei wird das Sonnenlicht mittels Fresnel-Linsen auf sehr kleine runde Zellen mit einer Fläche von nur 0,031 cm² gebündelt. Die hocheffizienten Halbleiterverbindungen können so auch für die terrestrische Anwendung kostengünstig genutzt werden. So sei die am Fraunhofer ISE entwickelte Zelle für eine 500-fache Sonnenlichtkonzentration ausgelegt worden. Dadurch stelle der Winzling ein wahres Kraftpaket dar.

„Wir setzen die winzigen Zellen, die nur die Größe von Leuchtdioden haben und aus ähnlichen Materialien hergestellt werden, in so genannten FLATCONTM Konzentratormodulen ein. Mit dieser Technologie kann man photovoltaische Systemwirkungsgrade deutlich über 25% erzielen“, erklärt Gerhard Willeke, Abteilungsleiter Solarzellen. Erste Demonstratoren mit FLATCONTM Konzentratormodulen und den neuen Zellen werden zur Zeit im Rahmen eines vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) geförderten Forschungsprojekts am Fraunhofer ISE aufgebaut und getestet. Schon in Kürze sollen die FLATCONTM-Module dem Markt zur Verfügung stehen.

21.02.2005   Quelle: Fraunhofer ISE   Solarserver.de   © EEM Energy & Environment Media GmbH