Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Höchsteffiziente Mehrfachsolarzellen und Konzentratormodule

19.05.2010
Solarenergie wird eine bedeutende Rolle im Energiemix der Zukunft spielen. Denn Sonnenenergie steht unbegrenzt zur Verfügung. Mithilfe einer Konzentrator-Solarzelle lässt sich noch mehr Sonnenlicht in Energie umwandeln.

Klimawandel und versiegende fossile Ressourcen bestimmen den Energiemix der Zukunft. Die Solarenergie wird dabei eine wesentliche Rolle spielen. Dr. Andreas Bett und Dr. Frank Dimroth vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg entwickelten eine metamorphe Dreifachsolarzelle bestehend aus den III-V-Verbindungshalbleitern Galliumindiumphosphid, Galliumindiumarsenid und Germanium. Der spezielle Aufbau ermöglicht es, fast das gesamte Spektrum des Sonnenlichts optimal zur Energieerzeugung zu nutzen. Die Forscher konnten damit mehr Sonnenlicht in Strom umwandeln als je zuvor, bei einem Rekordwirkungsgrad von 41,1 Prozent. Für ihre Arbeiten erhalten sie den Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2010.

Der hohe Wirkungsgrad wird möglich, indem mehrere Solarzellen mit einer sehr guten Qualität übereinander gestapelt werden. »Unsere Dreifach-Solarzelle besteht aus mehr als 20 einzelnen Schichten, die wir alle optimiert haben«, sagt Dr. Frank Dimroth. »Wir haben sowohl die Struktur der Halbleiterschicht als auch die Materialqualität, die Metallkontakte, sowie die Antireflexschichten verbessert, um zu diesem Ergebnis zu kommen«. Ursprünglich wurden Mehrfach-Solarzellen für den Weltraum entwickelt, die meisten Satelliten im All sind mit ihnen bestückt. Sie liefern den Strom für den Betrieb. Da das Herstellungsverfahren vergleichsweise teuer ist, kamen diese Zellen auf der Erde bisher nicht zum Einsatz. Die Kombination der hocheffizienten Zellen mit einem Linsen-Verstärker sorgt dafür, dass im Vergleich zu herkömmlichen Solarmodulen nur noch etwa ein Fünfhundertstel der Halbleiterfläche benötigt wird. Die Zellen in den eigens entwickelten Konzentratormodulen sind nur drei Quadratmillimeter groß. Über dieser kleinen Solarzelle liegt in einem Abstand von etwa zehn Zentimetern eine Fresnellinse. Dieser Aufbau konzentriert das Sonnenlicht um den Faktor 400 bis 500. Damit die Zellen nicht überhitzen, sind sie auf einen Kupferträger aufgebracht, der die Wärme ausreichend gut verteilt. So reicht es, die Solarzelle nur passiv zu kühlen. »Dank dieses Aufbaus konnten wir Module mit Wirkungsgraden von über 29 Prozent herstellen«, sagt Dr. Andreas Bett. Unter dem Namen FLATCON® sind diese Module seit 2007 auf dem Markt und beispielsweise in einem spanischen Solarpark im Einsatz.

Damit die Technologie zügig vom Labor in die Industrie gelangt, wurde am Institut ein Demonstrationslabor mit Maschinen aufgebaut, wie sie auch in der Industrie genutzt werden. Hier erarbeiten und testen die Forscher Produktionsprozesse für die Aufbau- und Verbindungstechnik, die Modulintegration und die Qualitätskontrolle. Ein Spin-off aus dem ISE, die Firma Concentrix Solar GmbH, produziert die Konzentratorsysteme, die beispielsweise in einem spanischen Solarpark mit einem Systemwirkungsgrad von 25 Prozent Solarstrom ins Netz speisen. Bei der Entwicklung der metamorphen Mehrfachsolarzellen arbeitet das Team seit Jahren eng mit der Firma AZUR Space Solar Power in Heilbronn zusammen, dem führenden Europäischen Hersteller von Solarzellen für den Weltraum. Dieser Partner will die hocheffizienten Solarzellen 2011 auf den Markt bringen.

Dr. Andreas Bett | Fraunhofer Mediendienst
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010/05/mehrfachsolarzellen.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht 3D-Mapping von Räumen mittels Radar
17.10.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Hochtemperaturspeicher für Ökostrom
13.10.2017 | Technische Hochschule Mittelhessen

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: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz