Weltrekord bei Konzentrator-Solarzellen 16.07.2014, 06:55 Uhr

Freiburger Forscher erzielen Wirkungsgrad von 36,7 Prozent

Freiburger Forscher haben das US-Unternehmen Semprius als Weltrekordhalter bei Konzentrator-Solarmodulen entthront. Sie verbesserten den Wirkungsgrad um 1,2 Punkte auf 36,7 Prozent. Der Wert wurde unter standardisierten Bedingungen ermittelt, ebenso wie der von Semprion. In ein bis zwei Jahren sollen die Module auf den Markt kommen.

Das so genannte FLATCON®-Konzentratormodul hat einen Wirkungsgrad von 36,7 Prozent – ein neuer Rekordwert.. 

Das so genannte FLATCON®-Konzentratormodul hat einen Wirkungsgrad von 36,7 Prozent – ein neuer Rekordwert.. 

Foto: Fraunhofer ISE/ Alexander Wekkeli

Ein Modul besteht aus 52 Solarzellen, die eine Größe von gerade mal sieben Quadratmillimeter haben, das sind Quadrate mit einer Kantenlänge von etwa 2,6 Millimeter. Die Zellen selbst halten ebenfalls einen Weltrekord. Sie wandeln 44,7 Prozent des Sonnenlichts in Strom um. Obwohl sie so winzig ist besteht die Zelle aus vier Teilzellen, die jeweils auf eine bestimmte Wellenlänge des Lichts optimiert sind. Entwickelt wurde sie gemeinsam von Forschern des Freiburger Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE), Werkstoffspezialisten des  Helmholtz-Zentrums Berlin sowie Wissenschaftlern des französischen Forschungszentrum CEA-Leti  und des französisch-deutschen Zellenherstellers Soitec Solar. Durch das Zusammenschalten von vielen gleichartigen Zellen reduziert sich der Wirkungsgrad.

Gebündeltes Sonnenlicht wird mit 230-facher Intensität weitergeleitet

Es handelt sich um ein so genanntes Konzentrator-Solarmodul. Fresnel-Linsen bündeln das Sonnenlicht und leiten es mit 230-facher Intensität auf die winzigen Zellen. Das neue Design dieser Linsen, die von Orafol Fresnel Optics im thüringischen Apolda entwickelt wurden, trugen ebenfalls zum Rekordwirkungsgrad bei. Module dieser Art funktionieren nur bei absolut klarem Himmel, sind also für Deutschland nicht geeignet, jedoch ideal beispielsweise für weite Teile der USA, Südeuropa und Nordafrika. Hier sind sie normalen Solarzellen gleich zweifach überlegen. Sie haben einen doppelt so hohen Wirkungsgrad und sind immun gegen hohe Temperaturen. Siliziumzellen produzieren umso weniger Strom, je höher die Umgebungstemperatur ist.

Solarstrom für acht Cent pro Kilowattstunde

Mit den neuen Modulen lässt sich Strom zu einem Preis von acht Eurocent pro Kilowattstunde produzieren, hat ISE errechnet. Damit nähert sich der Stromgestehungspreis, das sind alle Kosten, die für die Erzeugung von Strom anfallen, dem von Braunkohle- und Kernkraftwerken.

Soitec hat vor einigen Jahren Concentrix gekauft, ein Spin-Off des ISE, das sich auf die Entwicklung von Konzentrator-Solarmodulen spezialisiert hat. Die Solarsparte des französischen Unternehmens ist nach wie vor in Freiburg angesiedelt. Soitec hat Kraftwerke mit Konzentrator-Technologie vor allem in den USA, in Spanien und Frankreich gebaut.

Von Wolfgang Kempkens
Von Wolfgang Kempkens

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