Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

20 Prozent Wirkungsgrad in Sicht für industrienahe Siliciumsolarzellen

23.02.2011
Forschern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE ist es gelungen, neue Spitzen-Wirkungsgrade für einfach herzustellende großflächige Siliciumsolarzellen zu erreichen. Mit gegenüber dem heutigen Industriestandard weiter entwickelten Zellstrukturen konnten sie demonstrieren, dass in naher Zukunft Wirkungsgrade von 20 Prozent realisierbar sind.

Mehr als 80 Prozent der zur Zeit hergestellten Solarzellenleistung basiert auf kristallinem Silicium. Ziel von Industrie und Forschung ist es, die Kostenoptimierung für dieses Arbeitspferd der Photovoltaik weiter voranzutreiben. Wandeln derzeit die Zellen durchschnittlich 14-19 Prozent des Sonnenlichts in elektrische Energie um, so haben die Forscher die 20-Prozent-Marke bereits im Blick.


Industrienahe kristalline Siliciumsolarzelle mit 19,6 Prozent Wirkungsgrad. ©Fraunhofer ISE

Die Übertragung ihrer Ergebnisse in die Produktion wird – parallel zur rasanten Marktentwicklung in Deutschland – die Kosten für photovoltaisch erzeugten Strom weiter senken.

»Wir konnten jetzt mehrere Entwicklungsarbeiten für kristalline Siliciumsolarzellen sehr erfolgreich abschließen und dabei Ergebnisse erzielen, die weltweit zu den besten zählen«, freut sich Christian Schmiga, Projektleiter für hocheffiziente Siliciumsolarzellen am Fraunhofer ISE. Die untersuchten Zellstrukturen unterscheiden sich zum einen in der Art des verwendeten Siliciummaterials, das als Basis bezeichnet wird, und zum anderen in der Art des sogenannten Emitters, einer dünnen Schicht, die die elektrischen Ladungsträger sammelt. Man spricht von n-Typ Solarzellen, wenn die Basis negativ und von p-Typ Solarzellen, wenn die Basis positiv leitend ist. Dabei ist der Emitter immer umgekehrt zur Basis gepolt. »Zur Herstellung des Emitters haben wir drei unterschiedliche Verfahren eingesetzt: Aluminium-Legieren und Bor-Diffundieren für die p-Emitter unserer n-Typ Solarzellen sowie Phosphor-Diffundieren für den n-Emitter unserer p-Typ Solarzellen«, so Christian Schmiga.

Für eine n-Typ Siliciumsolarzelle mit Aluminium-legiertem Emitter erreichten die Forscher nun einen Wirkungsgradrekord von 19,3 Prozent. Dabei wandten sie zur Emitterformierung das einfache Siebdrucken einer Aluminium-haltigen Paste, gefolgt von einem kurzen Hochtemperatur-Feuerschritt an. Ebenfalls für eine n-Typ Siliciumsolarzelle, aber mit einem Bor-diffundierten Emitter, dessen Oberfläche durch eine zusätzliche neue Schicht aus Aluminiumoxid (Al2O3) passiviert wird, konnte Armin Richter, Doktorand am Fraunhofer ISE, einen Wirkungsgrad von 19,6 Prozent demonstrieren. Als weiteres wichtiges Ergebnis erzielten die Wissenschaftler für p-Typ Solarzellen mit Phosphor-diffundiertem Emitter und unter Anwendung der am Fraunhofer ISE entwickelten und patentierten Laser-fired-contact (LFC) Technologie 19,6 Prozent Wirkungsgrad. Alle Solarzellen wurden auf 125 x 125 mm2 großen einkristallinen Siliciumscheiben gefertigt. Ein großer Vorteil ist, dass bei der Herstellung keine aufwändigen Justage- oder Strukturierungsschritte benötigt werden, was den Prozessablauf wesentlich vereinfacht und beschleunigt.

Das Fraunhofer ISE entwickelt seit nahezu 30 Jahren neuartige hocheffiziente Siliciumsolarzellen. Mit den aktuellen Ergebnissen der Freiburger Forscher rücken Wirkungsgrade über 20 Prozent für die Massenfertigung von Siliciumsolarzellen in die nahe Zukunft.

Informationsmaterial:
Fraunhofer ISE, Presse und Public Relations
Telefon +49 761 4588-5150
Fax +49 761 4588-9342
info@ise.fraunhofer.de
Ansprechpartner für weitere Informationen:
Dr. Stefan W. Glunz, Fraunhofer ISE
Abteilungsleiter Solarzellen – Entwicklung und Charakterisierung
Telefon +49 761 4588-5191
Fax +49 761 4588-9191
stefan.glunz@ise.fraunhofer.de
Dr. Ralf Preu, Fraunhofer ISE
Abteilungsleiter PV Produktionstechnologie und Qualitätssicherung
Telefon +49 761 4588-5260
Fax +49 761 4588-9260
ralf.preu@ise.fraunhofer.de

Karin Schneider | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ise.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Forscher entwickeln effizientere Systeme für Brennstoffzellen und Kraft-Wärme-Kopplung
19.04.2017 | EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e. V.

nachricht Forscher entwickeln Elektrolyte für Redox-Flow-Batterien aus Lignin aus der Zellstoffherstellung
18.04.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Naturkatastrophen kosten Winzer jährlich Milliarden

26.04.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie