Mit einem Wirkungsgrad von 39,7 % für eine Mehrfachsolarzelle haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ihren erst kürzlich erreichten europäischen Rekordwirkungsgrad (37,6 %) noch einmal gesteigert. Mehrfachsolarzellen aus III-V Halbleitern werden in der Photovoltaik-Konzentratortechnologie für Solarstromkraftwerke eingesetzt. Für die Anwendung in Photovoltaik-Konzentratorsystemen müssen die Mehrfachzellen bei 300 bis 600 Sonnen, d.h. bei 300 bis 600-facher Konzentration des Sonnenlichts ihre optimale Leistung erbringen. Hierfür haben die Wissenschaftler am Fraunhofer ISE ihre Zellen weiter optimiert.
Wurden bislang maximale Effizienzen bei 1700-facher Konzentration erzielt, so sind es jetzt bei den neuen Zellen nur noch knapp 300 Sonnen. Der wesentliche Unterschied liegt in der Metallisierung der Vorderseiten. Hier leitet ein Netzwerk aus dünnen Metalladern den Strom von der Mitte der Solarzelle bis hin zum Rand, wo er dann von einem 50 m dicken Golddraht abgegriffen wird. Gerade unter konzentriertem Sonnenlicht ist die Struktur dieses Metall-Netzwerks entscheidend. Zum Einen müssen die Metalladern groß genug sein, um die hohen Ströme unter konzentriertem Licht mit geringem Widerstand zu transportieren. Zum Anderen müssen sie möglichst klein sein, da das Sonnenlicht das Metall nicht durchdringen kann. Damit ist die metallisierte Fläche für die Umwandlung in der Solarzelle verloren. »Wir sind sehr froh, dass wir in so kurzer Zeit einen weiteren entscheidenden Schritt voran gekommen sind«, so Dr. Andreas Bett, Abteilungsleiter am Fraunhofer ISE. »Höchste Umwandlungseffizienzen helfen die junge Techno-logie der konzentrierenden Photovoltaik wettbewerbsfähig zu machen und in Zukunft die Kosten für Strom aus Sonnenlicht weiter zu senken«.
Mehr Informationen: www.ise.fraunhofer.de
