Photovoltaik mit voller Konzentration
Eine Testzelle mit einem mehrstufigen Linsensystem zum Fokussieren. © AZUR Space
Die Entwicklung der Photovoltaik ist längst noch nicht abgeschlossen. Die Preise sinken und das äußere Erscheinungsbild reicht heute von Textilien mit Dünnschichtzellen bis hin zu großen Freiflächenanlagen auf Siliziumbasis. Auch bei der Technik geht es weiter voran.
Das BINE-Projektinfo „Photovoltaik mit der Energie von tausend Sonnen“ (02/2014) stellt Module aus Mehrfachsolarzellen vor, die mit optischen Konzentratorsystemen kombiniert sind und der Sonne nachgeführt werden.
Dieses Konzept fokussiert das Sonnenlicht bis maximal zum Tausendfachen und eine Rekordsolarzelle erreichte im Labor einen Wirkungsgrad von 44,7 %.
Bei einer Mehrfachsolarzelle werden Schichten verschiedener Halbleitermaterialien übereinander gestapelt. Heutiger Standard ist die Dreifachzelle, die aus drei Teilzellen besteht.
Jede von ihnen kann einen anderen Spektralbereich des einfallenden Sonnenlichts in Strom umwandeln. Durch das Zusammenwirken der Teilzellen erreicht die gesamte Zelle ihre hohe Leistung.
Da die Herstellung von Mehrfachsolarzellen aufwendig und teuer ist, werden die Zellen noch mit fokussierenden optischen Systemen kombiniert. Dazu werden vergleichsweise preiswerte Spiegelsysteme oder Fresnellinsen eingesetzt.
Im Ergebnis entsteht ein hocheffizientes Modul zu konkurrenzfähigen Kosten, das sich besonders für Regionen mit einem hohen Anteil direkter Sonneneinstrahlung eignet.
Das Forschungsprojekt wird vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme gemeinsam mit Industriepartnern durchgeführt. Mittlerweile ging auch eine industrielle Fertigungsanlage für diese Zellen in Betrieb.
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