Photovoltaik im Weltraum: Fraunhofer ISE und AZUR SPACE Solar Power bekräftigen langjährige Zusammenarbeit zur Entwicklung von Hochleistungs-Solarzellen aus III-V Halbleitern für den Einsatz im All

Diese strategische Partnerschaft wurde nun durch einen auf weitere 20 Jahre angelegten Kooperationsvertrag bekräftigt. Das Fraunhofer ISE wird in den kommenden Jahren exklusiv mit AZUR SPACE, Heilbronn an neuen Generationen von Solarzellen für die Anwendung im Weltraum arbeiten.

Stapelsolarzellen erreichen höchste Wirkungsgrade; im Weltraum etwa 30 %
Mehrfachsolarzellen auf der Basis von III-V Halbleitern erzielen die höchsten Wirkungsgrade für die Umwandlung des Sonnenlichts in elektrischen Strom. Klassische Vertreter der III-V Materialien sind Gallium-Arsenid, Aluminium-Gallium-Arsenid und Gallium-Indium-Phosid. Im Gegensatz zu Silizium erlauben die III-V Halbleitermaterialien durch eine Variation in der atomaren Zusammensetzung, die Empfindlichkeit für bestimmte Wellenlängenbereiche des Sonnenspektrums zu optimieren. Werden mehrere Solarzellen mit Empfindlichkeit vom blauen bis hin zum infraroten Spektralbereich übereinandergestapelt, ist dies eine Mehrfachsolarzelle.
Verschaltet werden die Zellen durch so genannte Tunneldioden und weitere funktionale Halbleiterschichten, so dass der komplexe Schichtstapel aus bis zu 40 Einzelschichten bestehen kann. Durch die auf jeden Spektralbereich optimierten Teilzellen und die sehr gute kristalline Qualität der eingesetzten III-V Materialien erzielen diese Solarzellen heute die höchsten Wirkungsgrade für die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom. Unter den Bedingungen im Weltraum sind dies etwa 30 %.

Neue Herstellungsprozesse für Mehrfachsolarzellen der nächsten Generation
Seit 1995 finden die III-V Mehrfachsolarzellen ihren Einsatz in der Stromversorgung von Satelliten. Und für diese Anwendung ist das Potenzial noch nicht ausgeschöpft. In Zukunft sollen die Solarzellen noch mehr elektrische Leistung pro Fläche generieren, ein geringeres Gewicht haben und hochenergetisch geladenen Teilchen in der Erdumlaufbahn besser standhalten.
Die Freiburger Forscher entwickeln hierfür gemeinsam mit AZUR SPACE Solar Power innovative Herstellungsprozesse für Mehrfachsolarzellen der nächsten Generation. Die Arbeiten werden gefördert durch die europäische Weltraumforschungsorganisation ESA-ESTEC sowie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR und das Bundesforschungsministerium BMBF.
Die Ergebnisse werden in den Produkten von AZUR SPACE erfolgreich und zeitnah umgesetzt. "Der von uns entwickelte Herstellungsprozess für Mehrfachsolarzellen war die Basis für die heutige industrielle Produktion bei AZUR SPACE Solar Power", freut sich Dr. Andreas Bett, stellvertretender Institutsleiter und Bereichsleiter Materialien – Solarzellen und Technologie am Fraunhofer ISE. "Nicht zuletzt die langjährige erfolgreiche Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ISE hat AZUR SPACE zu einem weltweit führenden Hersteller für III-V Solarzellen gemacht", so Dr. Klaus-Dieter Rasch, Geschäftsführer der AZUR SPACE Solar Power in Heilbronn.

23.11.2011 | Quelle: Fraunhofer ISE | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH