Photovoltaik

Wirkungsgradrekord bei neuer Solarzelle

Wissenschaftler am Fraunhofer ISE haben gemeinsam mit Partnern einen neuen Wirkungsgradrekord von 22,3 Prozent für eine Mehrfachsolarzelle aus Silizium und III-V-Halbleitern erzielt.

Mit Kombinationen von unterschiedlichen Halbleitermaterialien versuchen Forscher, den theoretisch mit Silizium erreichbaren Wirkungsgrad von 29,4 Prozent zu übertreffen und damit die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom mithilfe von Solarzellen noch effizienter zu gestalten. Ein vielversprechender Ansatz ist die Kombination von Siliziummaterial mit III-V-Halbleiterverbindungen wie Galliumarsenid. Bislang war dieser Prozess mit vielen Herausforderungen verbunden. Den Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) ist es gelungen, fehlerhafte Schichten in den III-V Halbleiterschichten auf Silizium deutlich zu reduzieren und so eine III-V/Si-Tandemsolarzelle mit einem neuen Wirkungsgradrekord von 22,3 Prozent herzustellen. Der Wert wurde am 25. Dezember 2018 in die international anerkannte Tabelle der besten Solarzellen der Welt aufgenommen.

„Wir freuen uns sehr über dieses Ergebnis für das Direktwachstum von III-V-Halbleiter auf Silizium, ein sehr wichtiger Forschungsansatz für Tandemsolarzellen“, sagt Dr. Andreas Bett, Institutsleiter des Fraunhofer ISE. Das direkte Wachstum der III-V-Schichten auf Silizium erlaubt es, effiziente Tandemsolarzellen kostengünstig herzustellen.

Derzeit entsteht am Fraunhofer ISE in Freiburg ein neues Zentrum für hocheffiziente Solarzellen, das ab 2020 die Arbeiten zu Tandemsolarzellen beherbergen wird. „Wir erwarten dann mit noch besserer technischer Infrastruktur eine Beschleunigung der Entwicklung von Mehrfachsolarzellen auf Siliziumbasis“, erklärt Bett.

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Artikel geschrieben von

Hinrich Neumann

Redakteur Energie

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