34,2 Prozent Wirkungsgrad Tandem-Photovoltaik-Module: Fraunhofer-Forscher erzielen Rekord-Wirkungsgrade

Verantwortliche:r Redakteur:in: Konstantin Pfliegl 1 min Lesedauer

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Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) bauten zwei Tandem-Photovoltaik-Module mit Rekord-Wirkungsgraden von bis zu 34,2 Prozent.

(Bild:  © DigitalSpace/stock.adobe.com / Symbolbild)
(Bild: © DigitalSpace/stock.adobe.com / Symbolbild)

Klassische Silizium-Solarzellen können ein physikalisches Effizienzlimit von 29,4 Prozent nicht überschreiten, aktuell kommerziell erhältliche Photovoltaik-Module kommen bereits auf Wirkungsgrade um 24 Prozent. Eine Möglichkeit, um den Wirkungsgrad zu erhöhen, sind sogenannte Tandem-Solarzellen. Sie bestehen aus mehreren Solarzellen aus verschiedenen Materialien, die übereinander geschichtet sind. Den Forschern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) gelang nun der Bau von zwei Tandem-Photovoltaik-Modulen mit Rekord-Wirkungsgraden.

Tandem-Photovoltaik-Module mit knapp 35 Prozent Wirkungsgrad

Ein 833 Quadratzentimeter großes Tandem-Modul mit 34,2 Prozent Wirkungsgrad baute ein Forschungsteam des Fraunhofer ISE im Projekt „Vorfahrt“. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderte Projekt arbeitet an Kostenreduktionen  von Solarzellen für Flug- und Fahrzeuganwendungen. Das Rekord-Tandem-Modul mit 34,2 Prozent Wirkungsgrad besteht aus dreifach-III-V-Germanium-Zellen, dessen Glasoberfläche optimiert wurde, um die Reflexionsverluste zu minimieren.

Ein weiteres Tandem-Photovoltaik-Modul, ein 218 Quadratzentimeter großes Modul III-V-Silizium-PV-Modul, punktet mit 31,3 Prozent Effizienz als Rekordhalter seiner Klasse und nutzt als Basis die kostengünstige Silizium-Technologie.  Im Rahmen des Forschungsprojekts „Mod30plus“ realisierten die Fraunhofer-Forscher erstmals eine Kleinserienproduktion dieser Solarzellen.

„Beide Tandem-PV-Technologien haben das Potenzial, Anwendungslücken zwischen den klassischen, kostengünstigen Freiflächen- und Aufdachanlagen einerseits und den hoch performanten, dafür aber teureren Weltraumsolarzellen anderseits zu schließen“, erklärt Prof. Dr. Andreas Bett, Institutsleiter am Fraunhofer ISE. „III-V im Tandem mit Silizium als günstigere, III-V auf Germanium als etwas effizientere Variante, sind beides interessante Technologierouten für integrierte PV-Anwendungen überall dort, wo Fläche begrenzt ist.“

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