Effizienzrekord für klassische Solarzellen erzielt

Der Physiker Bram Hoex und seine Kollegen an der Technischen Universität Eindhoven haben eine Effizienzsteigerung für einen gängigen Typ kristalliner Silizium-Solarzellen erzielt. Die Ausbeute der bearbeiteten PERL-Solarzellen (passivated emitter rear locally diffused) konnte mittels einer dünnen Schicht aus Aluminiumoxid von 21,9 auf 23,2 Prozent gesteigert werden. Diese Steigerung von rund einem Prozent könne sich millionenschwer auf die Massenproduktion auswirken, so Hoex. Das Forschungsergebnis wurde auf der 33rd IEEE Photovoltaic Specialist Conference in San Diego vorgestellt.

„Wir haben die elektrischen Verluste an hochgradig positiv dotierten Oberflächen, die bei negativ dotierten kristallinen Silizium-Solarzellen erforderlich sind, signifikant reduzieren können“, beschreibt Hoex gegenüber pressetext den Durchbruch. Ermöglich hat das ein extrem dünner Film – circa dreißig Nanometer dick – aus Aluminiumoxid, der an der Front einer Solarzelle angebracht wurde. Die damit erzielte Reduktion der Verluste hat zur Steigerung der Gesamteffizienz der Solarzelle auf 23,2 Prozent Energieausbeute geführt. Die relative Steigerung von sechs Prozent könne zu einem Durchbruch im Solarenergie-Bereich führen, so die Forscher.

Die Technologie aus Eindhoven habe den Vorteil, dass sie relativ einfach als Modifikation aktueller Massenproduktionstechniken eingeführt werden könnte. „Die Dünnschicht-Technologie ist in der Herstellung von kristallinen Silizium-Solarzellen bereits weit verbreitet“, erklärt Hoex. Der dadurch erzielbare wirtschaftliche Vorteil sei seinen Abschätzungen nach beachtlich. Eine Produktionsstraße für gängige kristalline Silizium-Solarzellen könne den jährlichen Ertrag um fünf Mio. Euro steigern oder den Vorteil an Kunden weitergeben – was letztendlich zu billigerem Solarstrom führen würde. Eine reihe großer Solarzellen-Hersteller habe bereits Interesse an der Aluminiumoxid-Technologie gezeigt.

Hoex, Richard van de Sanden und Erwin Kessels von der Plasma & Materials Group des Department of Applied Physics an der Technischen Universität Eindhoven arbeiten bei der Forschung, die zum aktuellen Erfolg geführt hat, mit dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg zusammen.