Neues Labor soll Durchbruch für Tandem-Solarzellen beschleunigen
Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat ein neues Labor eröffnet, das die Markteinführung einer vielversprechenden Solartechnologie deutlich beschleunigen soll: Perowskit-Silizium-Tandemzellen. Mit dem Forschungszentrum „Pero-Si-SCALE“ entsteht eine industrienahe Infrastruktur, die Unternehmen aus Deutschland und Europa den Zugang zu modernster Photovoltaik-Entwicklung ermöglicht.
Der technologische Ansatz gilt als einer der wichtigsten Hebel für die nächste Generation von Solarenergie. Wird eine nur 500 Nanometer dünne Perowskit-Schicht auf eine klassische Silizium-Solarzelle aufgebracht, steigt das theoretische Wirkungsgradlimit von derzeit 29,4 auf beeindruckende 43,3 Prozent. Damit ließe sich künftig deutlich mehr Strom auf gleicher Fläche erzeugen – bei gleichzeitig geringerem Materialeinsatz.
„Die Photovoltaik ist noch lange nicht auserforscht – im Gegenteil“, betont Stefan Glunz, Bereichsleiter Photovoltaik am Fraunhofer ISE. „Tandemsolarzellen sind der entscheidende Hebel für mehr Effizienz.“
Das neue Labor schließt gezielt die Lücke zwischen Grundlagenforschung und industrieller Fertigung. Während viele Innovationen bislang im frühen Entwicklungsstadium verbleiben, ermöglicht „Pero-Si-SCALE“ die Skalierung neuer Zellkonzepte auf große, industrienahe Formate mit Wafergrößen von bis zu 210 mal 210 Millimetern. Neben der Herstellung bietet die Einrichtung auch umfassende Analyse- und Testmöglichkeiten sowie die Integration der Zellen in fertige Photovoltaik-Module.
Dabei greift das Institut auf langjährige Erfahrung zurück: Das bestehende Photovoltaik Technologie Evaluations Center PV-TEC liefert optimierte Silizium-Basiszellen und stellt die Nähe zu realen Produktionsprozessen sicher, erklärt Ralf Preu.
Technologisch setzt das Fraunhofer ISE auf eine sogenannte Hybrid-Route – eine Kombination aus Vakuum- und nasschemischen Verfahren. Im Labormaßstab konnten damit bereits Wirkungsgrade von über 33 Prozent erzielt werden. Ein entscheidender Vorteil: Die Technologie lässt sich mit bestehenden, in der Industrie verbreiteten Siliziumzellen kombinieren, was den Übergang in die Massenproduktion erleichtert.
Auch die Industrie sieht großes Potenzial. „Die Perowskit-Silizium-Photovoltaik bietet dem Maschinenbau die Chance, weltweit eine Spitzenposition einzunehmen“, sagt Pia von Ardenne, Geschäftsführerin der VON ARDENNE GmbH. Die firmeneigenen Beschichtungsanlagen kommen bereits im neuen Labor zum Einsatz.
Neben technologischen Chancen hat das Projekt auch eine strategische Dimension: Die europäische Solarindustrie steht unter starkem Wettbewerbsdruck. Tandemsolarzellen könnten eine Möglichkeit bieten, verlorene Marktanteile zurückzugewinnen. „Diese Technologie eröffnet eine echte Chance für einen Wiedereinstieg in die industrielle Photovoltaik-Fertigung in Europa“, sagt Andreas Bett, Leiter des Fraunhofer ISE.
Mit dem neuen Labor will das Institut seine führende Rolle in der Photovoltaik-Forschung weiter ausbauen – und gleichzeitig die Grundlage für eine stärkere industrielle Wertschöpfung in Europa schaffen.
