Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rückseitensolarzelle mit Siliziumheterokontakten von HZB und ISFH erreicht Rekord-Wirkungsgrad

21.02.2012
Unabhängiges Prüflabor bestätigt 20,2 Prozent

Eine neuartige Solarzelle, die so genannte „Rückkontaktierte Heteroübergang-Solarzelle“ hat einen enormen Sprung beim Wirkungsgrad geschafft: Wurden bis 2011 nur Werte von 15 bis 16 Prozent veröffentlicht, so erreichte eine Weiterentwicklung jetzt einen Wirkungsgrad von 20,2 Prozent.


Kammförmig ineinandergreifende Metallkontakte auf der sonnenabgewandten Seite der Rückseitensolarzellen mit Siliziumheterokontakten. Zu sehen sind mehrere Testzellen auf einem Siliziumwafer.
Foto: HZB

Sie entstand im Institut für Silizium-Photovoltaik (E-I1) des Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) in Zusammenarbeit mit dem Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) im Rahmen eines vom Bundesministerium für Umwelt und den Firmen Bosch, Schott Solar, Sunways und Stiebel Eltron unterstützten Projektes.

Der Rekord wurde von einem unabhängigen Kalibrierlabor am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg im Breisgau gemessen.

Die rückkontaktierte Heteroübergang-Solarzelle vereinigt zwei verschiedene Photovoltaik-Technologien und ihre Vorteile: Rückkontakte und Siliziumheterokontakte. Bei Solarzellen mit Rückkontakten liegen die Metallfinger, die den bei Sonneneinstrahlung entstehenden Strom einsammeln, auf der Rückseite der Zelle - so werden Verschattungseffekte vermieden und es können breite, widerstandsarme Kontaktfinger verwendet werden. Bei der Heterokontakttechnologie kommen zwei Halbleiter mit unterschiedlichen Bandlücken in einer Solarzelle zum Einsatz. Im diesem Fall handelt es sich um kristallines und amorphes Silizium, was an sich schon zu sehr hohen Wirkungsgraden führt. „Beide Verfahren haben den Vorteil, dass sie schon industriell genutzt werden“, sagt HZB-Institutsleiter Prof. Dr. Bernd Rech: „Das Kombinieren beider Konzepte gilt als Möglichkeit, sehr hohe Effizienzen um 25 Prozent zu erreichen. Damit könnte man den Preis pro erzeugtem Watt deutlich senken. Mit unserer Proof-Of-Concept Studie sind wir nun einen beachtlichen Schritt vorangekommen. In Zukunft wird es darum gehen, die Effizienz weiter zu erhöhen und einen möglichst einfachen Herstellungsprozess zu entwickeln.“

Die ersten Veröffentlichungen zu Silizium-basierten Heterorückkontakt-Solarzellen stammen aus dem Jahr 2007- so auch Publikationen aus dem HZB-Institut (Stangl et al.). Die bisher veröffentlichten Wirkungsgrade dieser Zellen lagen bis 2011 im Bereich von 15 bis 16 Prozent. Ende 2011 wurde auf der europäischen Photovoltaikkonferenz von der Entwicklungsabteilung des Solarzellenherstellers LG auch schon über einen Wirkungsgrad von ca. 22 Prozent berichtet, der allerdings bisher nicht von unabhängiger Seite bestätigt wurde. Im Frühjahr 2011 entstand eine kleinflächige Laborzelle mit einem Wirkungsgrad von 20,2 Prozent (Mingirulli et al. pss rrl, März 2011). Die vom HZB und ISFH im Rahmen des Projekts „TopShot“ entwickelte Rückkontakt-Heteroübergang-Solarzelle wurde nun vom Kalibrierlabor ISE CalLab vermessen und hat den höchsten unabhängig bestätigten Wirkungsgrad dieser Solarzellenart erreicht. „Wenn Experten verschiedener Felder gut zusammen arbeiten, beschleunigt das die Entwicklung erheblich“, stellt Prof. Dr. Nils- Peter Harder vom ISFH fest.

Prof. Nils-Peter Harder
ISFH
Tel.: +49 (0)5151-999-631
harder@isfh.de
Dr. Nicola Mingirulli
Institut für Siliziumphotovoltaik/HZB
Tel.: +49 (0)30-8062-41312
nicola.mingirulli@helmholtz-berlin.de
Hannes Schlender
Pressestelle HZB
Tel.: +49 (0)30-8062-42034
Fax: +49 (0)30-8062-42998
hannes.schlender@helmholtz-berlin.de

Dr. Ina Helms | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-berlin.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Schlaflos wegen Handy? Neue Displays könnten Abhilfe schaffen
21.06.2018 | Universität Basel

nachricht Sensoren auf Gummibärchen: Team druckt Mikroelektroden-Arrays auf weiche Materialien
21.06.2018 | Technische Universität München

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: Leichter abheben: Fraunhofer LBF entwickelt Flugzeugrad aus Faser-Kunststoff-Verbund

Noch mehr Reichweite oder noch mehr Nutzlast - das wünschen sich Fluggesellschaften für ihre Flugzeuge. Wegen ihrer hohen spezifischen Steifigkeiten und Festigkeiten kommen daher zunehmend leichte Faser-Kunststoff-Verbunde zum Einsatz. Bei Rümpfen oder Tragflächen sind permanent Innovationen in diese Richtung zu beobachten. Um dieses Innovationsfeld auch für Flugzeugräder zu erschließen, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF jetzt ein neues EU-Forschungsvorhaben gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines ersten CFK-Bugrads für einen Airbus A320. Dabei wollen die Forscher ein Leichtbaupotential von bis zu 40 Prozent aufzeigen.

Faser-Kunststoff-Verbunde sind in der Luftfahrt bei zahlreichen Bauteilen bereits das Material der Wahl. So liegt beim Airbus A380 der Anteil an...

Im Focus: IT-Sicherheit beim autonomen Fahren

FH St. Pölten entwickelt neue Methode für sicheren Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen mittels Funkdaten

Neue technische Errungenschaften wie das Internet der Dinge oder die direkte drahtlose Kommunikation zwischen Objekten erhöhen den Bedarf an effizienter...

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Neueste Entwicklungen in Forschung und Technik

25.06.2018 | Veranstaltungen

Wheat Initiative holt Weizenforscher aus aller Welt an einen Tisch

25.06.2018 | Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

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

Schnelle Wasserbildung in diffusen interstellaren Wolken

25.06.2018 | Physik Astronomie

Gleisgenaue Positionsbestimmung für automatisierte Bahnanwendungen

25.06.2018 | Informationstechnologie

Neueste Entwicklungen in Forschung und Technik

25.06.2018 | Veranstaltungsnachrichten

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