Franzosen und Deutsche stellen neuen Solarzellen-Weltrekord auf

Bernin, Frankreich / Freiburg – In einer deutsch-französischen Kooperationsarbeit konnte ein neuer Weltrekord beim Solarwirkungsgrad aufgestellt werden. Die Rekord-Solarzelle ist eine sogenannte Mehrfachzelle und vereint vier Solarzellentypen auf sich.

Mit der Mehrfachsolarzelle wurde ein neuer Weltrekord für die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrischen Strom erreicht. Der Wirkungsgrad ist auf 46 Prozent angehoben worden. Das Industrieunternehmen Soitec und das Forschungsinstitut CEA Leti, beide aus Frankreich, sowie das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg haben die Zelle gemeinsam entwickelt.

Vierfachsolarzelle mit knapp 50 Prozent-Wirkungsgrad

46 Prozent des einfallenden Sonnenlichts wandelt die Zelle direkt in elektrische Energie um. In der konzentrierten Photovoltaik (CVP) werden Mehrfachsolarzellen eingesetzt, die auf III-V-Halbleiterverbindungen basieren. Hierbei handelt es sich um eine Verbindung von Materialien der chemischen Hauptgruppe III (Erdmetalle/Borgruppe) und V (Stickstoff-Phosphor-Gruppe). Die Rekordzelle ist eine Vierfachsolarzelle, wobei jede Teilzelle exakt ein Viertel der Photonen im Wellenlängenbereich zwischen 200 und 1750 Nanometer (nm) in elektrische Energie umwandelt.

Japaner bestätigen neuen Rekord

Der gemessene Wirkungsgrad der Solarzelle ist jetzt durch das National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) in Japan bestätigt worden. „Dieser Weltrekord ist ein wichtiger Meilenstein in unserer französisch-deutschen Zusammenarbeit. Wir sind sehr froh, dass unser Ergebnis von 46% jetzt durch eine unabhängige Messung von AIST in Japan bestätigt wurde“, erklärt Dr. Frank Dimroth, Projektleiter für die Zellentwicklung am Fraunhofer ISE.

Besondere Herausforderung

Eine besondere Herausforderung, die bei dieser Zelle erfolgreich gelöst wurde, liegt in der gleichmäßigen Verteilung der Photonen auf die vier Teilzellen, heißt es in der Mitteilung über den neuen Rekord. Dies haben die Forscher demnach durch die genaue Anpassung der Materialzusammensetzung und Dicke jeder einzelnen Halbleiterschicht in der Solarzelle erreicht.