Durchbruch bei Wirkungsgrad von Solarzellen

Strom sparen© Gina Sanders / Fotolia.com
Die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom ist in Deutschland auf gutem Weg, sich zu einer zukunftsorientierten Industriebranche zu entwickeln. Dies belegen nicht nur die im Auf- und Ausbau befindlichen Solarzellen- und Solarmodulfabriken, sondern auch herausragende Resultate der Forschung. So hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg (ISE) eine neuartige Solarzelle entwickelt, mit der erstmals in Europa ein Wirkungsgrad von 27 Prozent für terrestrische und 23,5 Prozent für Anwendungen im Weltraum erzielt wurde. Das macht die Zelle gerade für den Einsatz im Weltraum beispielsweise in Satelliten interessant, kommt es doch hier ganz besonders darauf an, möglichst viel Energie auf möglichst kleiner Fläche zu erzeugen. Diese sogenannte monolithische Tandem-Solarzelle besteht aus Galliumindiumphosphid und Galliumarsenid und wird in einem einzigen Prozess hergestellt. Ihre Fertigung ist daher kostengünstiger, als wenn zwei getrennt hergestellte Zellen aufeinander gesetzt werden, wie das bei der mechanisch gestapelten Tandem-Solarzelle der Fall ist. Bei beiden Verfahren werden zwei Zellen mit unterschiedlichen Absorptionseigenschaften miteinander gekoppelt. Das bewirkt eine effektivere Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom. Durch Bündelung des Sonnenlichts z.B. mittels Fresnel-Linsen lässt sich der Wirkungsgrad zusätzlich steigern. Mit einer solchen, für terrestrische Anwendungen optimierten, mechanisch gestapelten Tandem-Solarzelle hatte das ISE erst kürzlich einen Wirkungsgrad von 31 Prozent erzielt und damit schon einmal einen Europarekord aufgestellt. Das Fraunhofer ISE und ein Unternehmen in Heilbronn wollen jetzt auch in der industriellen Fertigung diese Wirkungsgrade erreichen. Bei konsequentem Einsatz neuer Materialsysteme hält das Fraunhofer-Institut sogar noch höhere Werte für realistisch. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie hat die Entwicklung beider Verfahren seit 1986 mit insgesamt 16 Millionen Mark gefördert.
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