Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

39,7 % - neuer europäischer Rekordwirkungsgrad für Solarzellen am Fraunhofer ISE

23.09.2008
39,7 % - mit diesem Wirkungsgrad für eine Mehrfachsolarzelle haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ihren erst kürzlich erreichten europäischen Rekordwirkungsgrad (37,6 %) noch einmal gesteigert.

Mehrfachsolarzellen aus III-V Halbleitern werden in der Photovoltaik-Konzentratortechnologie für Solarstromkraftwerke eingesetzt.

"Wir haben die Kontaktstrukturen unserer Solarzellen noch einmal optimiert", sagt Dr. Frank Dimroth, Leiter der Arbeitsgruppe 'III-V Epitaxie und Solarzellen' am Fraunhofer ISE. "Dadurch erreichen wir mit den gleichen Halbleiterstrukturen nun eine noch höhere Umwandlungseffizienz von Sonnenlicht in elektrischen Strom."

Für die Anwendung in Photovoltaik-Konzentratorsystemen müssen die Mehrfachzellen bei 300 bis 600 Sonnen, d.h. bei 300 bis 600-facher Konzentration des Sonnenlichts ihre optimale Leistung erbringen. Hierfür haben die Wissenschaftler am Fraunhofer ISE ihre Zellen weiter optimiert. Wurden bislang maximale Effizienzen bei 1700-facher Konzentration erzielt, so sind es jetzt bei den neuen Zellen nur noch knapp 300 Sonnen.

Der wesentliche Unterschied liegt in der Metallisierung der Vorderseiten. Hier leitet ein Netzwerk aus dünnen Metalladern den Strom von der Mitte der Solarzelle bis hin zum Rand, wo er dann von einem 50 µm dicken Golddraht abgegriffen wird. Gerade unter konzentriertem Sonnenlicht ist die Struktur dieses Metall-Netzwerks entscheidend. Zum Einen müssen die Metalladern groß genug sein, um die hohen Ströme unter konzentriertem Licht mit geringem Widerstand zu transportieren. Zum Anderen müssen sie möglichst klein sein, da das Sonnenlicht das Metall nicht durchdringen kann. Damit ist die metallisierte Fläche für die Umwandlung in der Solarzelle verloren.

Am Fraunhofer ISE wurde seit zwei Jahren an einem neuen Programm zur theoretischen Berechnung der optimalen Kontaktstruktur gearbeitet. Auf der Basis dieser Arbeiten, die durch das EU Projekt Fullspectrum (SES6-CT-2003-502620) gefördert wurden, entstanden die jüngsten Rekord-Solarzellen, die sich speziell für den Einsatz unter inhomogener Beleuchtung - wie sie bei der Konzentration des Sonnenlichts vorliegt - eignen. Diese Solarzellen werden unter anderem in den Konzentratormodulen des Typs FLATCON® am Fraunhofer ISE und beim Spin off Concentrix Solar GmbH eingesetzt.

"Wir sind sehr froh, dass wir in so kurzer Zeit einen weiteren entscheidenden Schritt voran gekommen sind", so Dr. Andreas Bett, Abteilungsleiter am Fraunhofer ISE. "Höchste Umwandlungseffizienzen helfen die junge Technologie der konzentrierenden Photovoltaik wettbewerbsfähig zu machen und in Zukunft die Kosten für Strom aus Sonnenlicht weiter zu senken".

Die Forscher am Fraunhofer ISE entwickeln seit mehr als zehn Jahren Mehrfachsolarzellen mit höchsten Wirkungsgraden. Ein Fokus liegt dabei auf sogenannten metamorphen (gitterfehl-angepassten) Dreifachsolarzellen aus Ga0.35In0.65P, Ga0.83In0.17As und Ge, welche ein besonders hohes theoretisches Wirkungsgradpotenzial haben. Die Solarzellenstrukturen bestehen aus mehr als 30 Einzellschichten, welche mittels Metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) auf einem Germanium-Substrat abgeschieden werden. Solche Mehrfachsolarzellen aus III-V Halbleitern erreichen heute weltweit mit Abstand die höchsten Umwandlungseffizienzen, werden aber aufgrund der hohen Material- und Herstellungskosten nur in konzentrierenden PV-Systemen und im Weltraum eingesetzt.

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie
17.07.2018 | Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

nachricht Rostocker Forscher testen neue Generation von Offshore-Windenergie-Anlagen
16.07.2018 | Universität Rostock

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: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Optische Kontrolle von Herzfrequenz oder Insulinsekretion durch lichtschaltbaren Wirkstoff

17.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umweltressourcen nachhaltig nutzen

17.07.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Textilien 4.0: Smarte Kleidung und Wearables als Innovation

17.07.2018 | Innovative Produkte

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics