Photovoltaik
Neue Rekord-Solarzelle aus Freiburg

Ingenieuren des Fraunhofer-Instituts für solare Energiesysteme (ISE) ist es gelungen, den Wirkungsgrad gängiger kristalliner Silizium-Solarzellen auf 26 Prozent zu erhöhen – das ist neue Bestmarke. Schon peilen die Forscher eine noch höhere Stromausbeute an.

Struktur der Rekordzelle in der Photovoltaik
Rekord geknackt Freiburger Forscher produzieren noch mehr Strom aus dem Licht der Sonne Foto: ISE

Solarzellen aus kristallinem Silizium sind die Arbeitspferde in der Photovoltaik. Sie dominieren den Weltmarkt mit einem Anteil von 90 Prozent. Schon heutige handeslübliche Typen wandeln das einfallende Licht der Sonne zu annähernd 23 Prozent in elektrische Energie um. Sie bewegen sich damit nicht mehr allzu weit weg vom physikalisch möglichen Optimum des Halbleitermaterials. Das liegt bei 29,4 Prozent. Mit ihrer neuen Technologie rücken die Freiburger Forscher dem wieder ein gutes Stück näher.

Der höhere Wirkungsgrad verbessert zugleich die Wirtschaftlichkeit des Sonnenstroms. Denn je mehr Strom ein Modul auf gleicher Fläche produziert, desto billiger wird die Kilowattstunde (kWh). Vorausgesetzt die Fertigungskosten bleiben stabil.

Neue Technologie längst nicht ausgereizt

Bisher waren 26 Prozent Wirkungsgrad nur bei Zelltypen drin, die die elektrischen Ladungsströme in ihrem Inneren ausschließlich über metallische Kontakte auf der Rückseite abfangen und ins Stromnetz einspeisen. Diese Bauweise hat den Vorteil, dass die Vorderseite nicht von Kontakten beschattet wird, was die Ausbeute mindert. Industriestandard sind jedoch beidseitig kontaktierte Solarzellen. Für diese haben die Badener jetzt ebenfalls eine Lösung gefunden.

Die ISE-Technologie lässt sich mit gängigen Herstellungsverfahren umsetzen, das erleichtert ihre industrielle Umsetzung. Stefan Glunz, Bereichsleiter Photovoltaik-Forschung, hält sie zudem für längst nicht ausgereizt. „Beidseitig kontaktierte Solarzellen haben das Potenzial für Wirkungsgrade bis zu 27 Prozent“, ist er überzeugt.

Deutschland top in der Solarforschung

Deutschlands starke Position in der Solarforschung haben erst vor kurzem Berliner Helmholtz-Wissenschaftler unter Beweis gestellt. Ihre Tandem-Zelle aus Silizium und dem in der Natur häufig vorkommenden Mineral Perowskit wandelt 29 Prozent des Sonnenlichts in Watt und Volt um. Die Solar-Ära, so hat es den Anschein, ist nicht mehr aufzuhalten. Unter idealen Bedingungen wie in der Wüste Saudi-Arabiens erzeugen Solaranlagen jetzt schon Strom für weniger als ein Cent die kWh – und hängen damit jedes Kohlekraftwerk ab.

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