Neue Studie zur Konzentrator-Photovoltaik: Mehrfachsolarzellen können bis 2015 Wirkungsgrade von bis zu 50% erreichen

CPV Today, ein Unternehmensbereich der First Conferences Ltd. (London, UK) kündigte am 30.03.2009 eine Studie über technologische Hindernisse bei Kommerzialisierung der Konzentrator-Photovoltaik (concentrating photovoltaics, CPV) an. Die Untersuchung, die von der spanischen Universität in Jaén und CPV Today durchgeführt worden sei, kommt zu dem Ergebnis, dass der Wirkungsgrad von so genannten Mehrfachsolarzellen aus den III-V-Halbleitern Gallium-Indium-Phosphid/Gallium-Indium-Arsenid/Germanium (GaInP/GaInAs/Ge) bis zum Jahr 2015 auf bis zu 50 Prozent gesteigert werden könnte. Das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE; Freiburg) hat kürzlich bei Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom erstmals einen Weltrekord-Wirkungsgrad von 41,1 Prozent bei 454-facher Konzentrierung des Sonnenlichts erzielt.
Damit haben diese Hochleistungssolarzellen gegenwärtig den höchsten Wirkungsgrad unter den Photovoltaik-Technologien. Laut CPV Today gewinnt die hohe Effizienz bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom an Bedeutung, weil der Wirkungsgrad von Mehrfach-Solarzellen mit erhöhter Konzentration der Sonnenstrahlung steigt und diese Zellen zudem besonders hitzebeständig sind. Die einzige Photovoltaik-Technologie mit einem besseren Temperaturkoeffizienten seien Dünnschicht-Solarzellen auf Basis von amorphem Silizium (a-Si). Der Temperaturkoeffizient beziffert den sinkenden Wirkungsgrad einer Solarzelle bei steigender Umgebungstemperatur. Die a-Si-Zellen haben jedoch deutlich geringere Wirkungsgrade als Stapelsolarzellen. Gegenwärtig wird in konzentrierenden PV-Systemen mit 2- bis 1.000-facher Konzentration gearbeitet. Weil die Methoden zur Kühlung von Solarzellen immer ausgereifter werden und neue Materialien verwendet werden, könne der Konzentrationsfaktor bei Mehrfachsolarzellen weiter erhöht werden, betont CPV Today.

35 Prozent Modulwirkungsgrad und 30 Prozent Systemeffizienz möglich
Die Untersuchung von CPV Today beschreibt, welche Faktoren den Wirkungsgrad von Mehrfachsolarzellen beeinflussen und beschäftigt sich detailliert mit den verwendeten Materialien. Momentan werden in Konzentrator-Photovoltaikanlagen sowohl leistungsfähige Siliziumzellen als auch Mehrfachsolarzellen verwendet. Doch die Mehrfachsolarzellen auf Basis von III-V-Halbleitern haben bislang nicht die gleiche Marktreife bzw. den industriellen Produktionsstandard erreichen können, wie dies bei Siliziumzellen der Fall ist, heißt es in der Studie. CPV Today berichtet, dass die Prognosen der Studie auf einer Analyse der neuesten Technologien basieren sowie auf Daten zur Entwicklung der CPV. Eingeflossen seien auch die Zielvorgaben von Herstellern und Analysen öffentlicher Einrichtungen. „Kommerzielle Zellen werden Wirkungsgrade von bis zu 45 Prozent aufweisen, Module erreichen bis zu 35 Prozent und komplette CPV-Systeme werden auf einen Wirkungsgrad von bis zu 30 kommen, wodurch die Kosten deutlich gesenkt werden können“, heißt es in der Studie.
Weitere Informationen: http://www.cpvtoday.com/eu09/reports.shtml