Europarekord für Wirkungsgrad von Solarzellen erreicht

Mit 37,6% Wirkungsgrad wandelten Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE Sonnenlicht in elektrischen Strom um.
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04.07.2008

Die Freiburger Wissenschaftler schufen damit einen neuen Europarekord. Das Ergebnis wurde auf der Basis so genannter Mehrfachsolarzellen aus III-V Halbleitern erzielt. Das sind Solarzellen, die bislang hauptsächlich im Weltraum eingesetzt werden. Derzeit laufende Entwicklungen der Fraunhofer Forscher zielen darauf ab, den Einsatz derartiger Solarzellen auf der Erde kosteneffizienter zu gestalten. Bei dieser Technologie wird das Sonnenlicht bis zu 2000-fach auf eine nur wenige Quadratmillimeter große Mehrfachzelle gebündelt. Die Konzentrator-Technologie verspricht insbesondere in Ländern mit viel direkter Sonneneinstrahlung entscheidende Vorteile.

Bei Mehrfachsolarzellen aus Gallium-Indium-Phosphid (GaInP), Gallium- Indium-Arsenid (GaInAs) und Germanium (Ge) wird das Sonnenspektrum in drei Wellenlängenbereiche aufgeteilt, um es dann besonders effizient in elektrische Energie umwandeln zu können. Den jetzt erreichten Wirkungsgrad von 37,6% erzielten die Fraunhofer Forscher bei sehr hohen Einstrahlungsintensitäten von 1700-facher Sonnenkonzentration.

"Am Fraunhofer ISE arbeiten wir seit mehr als zehn Jahren intensiv an der Entwicklung von Mehrfachsolarzellen für die Anwendung in Konzentratorsystemen, weil diese Technologie die mit Abstand höchsten Effizienzen für die solare Energieumwandlung verspricht" sagt Dr. Frank Dimroth, Leiter der Arbeitsgruppe ´III-V - Epitaxie und Solarzellen´ am Fraunhofer ISE. Entscheidende Fortschritte in der Materialentwicklung haben zu dem jetzt erreichten Rekordwirkungsgrad geführt.

Wichtigstes Ziel dabei war, dass die Solarzellen auch bei höchsten Intensitäten zuverlässig arbeiten. "Insbesondere die Qualität der nur 30 nm dünnen Tunneldioden, mit denen die drei Teilzellen verbunden werden, sind von entscheidender Bedeutung", so Dimroth. Unterstützt wurden die Arbeiten durch das EU-Forschungsprojekt "Fullspectrum".




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