46 Prozent Wirkungsgrad 04.12.2014, 11:28 Uhr

Vierfachsolarzelle knackt Weltrekord in Solarbranche

Deutsch-französische Wissenschaftler haben eine Mehrfachsolarzelle entwickelt, die 46 Prozent des Sonnenlichts direkt in Strom umwandelt. Weltrekord in der Solarbranche. Nächstes Ziel ist die 50-Prozentmarke. 

Die Weltrekordsolarzelle besteht aus rund 500 Konzentratorzellen. Sie wandeln 46 Prozent des einfallenden Sonnenlichts in elektrische Energie um. 

Die Weltrekordsolarzelle besteht aus rund 500 Konzentratorzellen. Sie wandeln 46 Prozent des einfallenden Sonnenlichts in elektrische Energie um. 

Foto: Alexander Wekkeli/Fraunhofer ISE

Die deutsch-französische Rekordzelle ist eine Vierfachsolarzelle. Jede ihrer Teilzellen wandelt ein Viertel der Photonen im Wellenlängenbereich zwischen 200 und 1750 Nanometer in elektrische Energie um. Der neue Rekordwert wurde bei einer Konzentration von 508 Sonnen gemessen – also bei der 508-fachen Bündelung des einfallenden Lichts. Bestätigt hat den Rekord das National Institute of Advanced Industrial Science and Technology in Japan. Das ist eine der führenden Einrichtungen für unabhängige Solarzellenmessungen.

Nächstes Ziel ist die 50-Prozentmarke

So weit nach oben gepusht wurde die Leistung der Rekord-Mehrfachsolarzelle von drei Projektpartnern: Dazu gehört das Unternehmen Soitec, einer der Weltmarktführer für Hochleistungshalbleiter, das Institut CEA Leti und das Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Das ISE ist das größte europäische Solarforschungsinstitut. Für das Trio ist es bereits der zweite Rekord innerhalb nur eines Jahres.

Mehrfachsolarzellen sind das Herzstück der sogenannten konzentrierenden Photovoltaik (CPV): Fresnel-Linsen bündeln das einfallende Sonnenlicht und erhöhen die Lichtausbeute. 

Mehrfachsolarzellen sind das Herzstück der sogenannten konzentrierenden Photovoltaik (CPV): Fresnel-Linsen bündeln das einfallende Sonnenlicht und erhöhen die Lichtausbeute. 

Foto: Soitec

Mit dem aktuellen Weltrekord von 46 Prozent ist das Ende der Fahnenstange wohl noch nicht erreicht. Jedenfalls haben sich die deutsch-französischen Partner mehr vorgenommen. Das Unternehmen Soitec zeigte sich zuversichtlich, „dass wir in naher Zukunft die 50-Prozentmarke erreichen können”. Forschung und Industrie arbeiten seit Jahren daran, solare Energiesysteme effizienter und kostengünstiger zu machen.  

Mehrfachsolarzellen nutzen mehr Sonnenlicht als Siliziumzellen

Ursprünglich wurden Mehrfachsolarzellen als Energiequellen für die Raumfahrt entwickelt. Sie herzustellen ist aufwändig. Was sich aber auszahlt, denn sie sind extrem leistungsstark. Der Grund: Sie nutzen ein viel breiteres Spektrum des Sonnenlichts als gängige Siliziumzellen. Außerdem vertragen Mehrfachsolarzellen viel höhere Temperaturen. Deshalb eignen sie sich vor allem für die Erzeugung von Strom in Ländern mit hoher direkter Sonneneinstrahlung. 

Mehrfachsolarzellen sind das Herzstück der sogenannten konzentrierenden Photovoltaik (CPV). CPV wird vor allem in großen Kraftwerke eingesetzt. Dort stehen mehrere Konzentratormodule nebeneinander und wandeln Licht in Strom um. Fresnel-Linsen bündeln das einfallende Sonnenlicht als konzentrierte Lichtstrahlen auf die winzigen Zellen. Unterm Strich produzieren Konzentratorkraftwerke doppelt so viel Strom wie herkömmliche Photovoltaikkraftwerke. 

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