Rekordwirkungsgrade für Tandem-Photovoltaikmodule
Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat zwei neue Rekorde in der Tandem-Photovoltaik aufgestellt. Den Forschenden gelang der Bau von gleich zwei Modulen mit bislang unerreichten Wirkungsgraden: Ein III-V-Germanium-Modul erreicht 34,2 Prozent Effizienz und gilt damit als derzeit effizientestes Solarmodul weltweit. Ein weiteres Modul auf Basis von III-V-Silizium erzielt 31,3 Prozent Wirkungsgrad und setzt damit einen Klassenrekord für siliziumbasierte Tandem-Module.
Das besonders leistungsstarke 34,2-Prozent-Modul entstand im Projekt „Vorfahrt“. Es basiert auf weiterentwickelten Dreifach-III-V-Germanium-Solarzellen des Unternehmens AZUR SPACE Solar Power GmbH, die für das terrestrische Sonnenspektrum optimiert wurden. Eine spezielle Nanoimprint-Oberflächenstruktur der temicon GmbH reduziert zusätzlich Reflexionsverluste und steigert so den Gesamtwirkungsgrad.
Das zweite Rekordmodul wurde im Projekt „Mod30plus“ realisiert. Hier gelang erstmals eine Kleinserienproduktion von III-V-Silizium-Solarzellen am Institut, angepasst an moderne Schindeltechnologien. Das 218 Quadratzentimeter große Modul erreichte 31,3 Prozent Effizienz und unterstreicht das Potenzial der Kombination von Hochleistungshalbleitern mit kostengünstiger Siliziumtechnologie.
Hintergrund ist das physikalische Effizienzlimit klassischer Silizium-Solarzellen von 29,4 Prozent – kommerzielle Module liegen derzeit bei rund 24 Prozent. Tandem-Photovoltaik, bei der mehrere Halbleitermaterialien kombiniert werden, kann diese Grenze überwinden und zählt zu den dynamischsten Forschungsfeldern der Solarenergie.
Beiden Projekte wurden vom deutschen Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert und gemeinsam mit zahlreichen Industrie- und Forschungspartnern umgesetzt.
