Wirkungsgrad von 43,6% mit neuer Vierfach Solarzelle

Juni 12th, 2013

Foto: Fraunhofer ISE

Aktuell wird gemeldet, dass die Firma Soitec in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ISE eine Vierfach Solarzelle entwickelt hat, deren Wirkungsgrad mit 43,6% angegeben wird. Hintergrund sind hier die laufenden Forschungen zur Entwicklung neuer Mehrfach Solarzellen, die in Zukunft Wirkungsgrade von bis zu 50% erreichen sollen – bei konzentriert einfallendem Sonnenlicht.

Anstelle der bisher genutzten Dreifach Solarzelle werden für die Forschungen erstmals Vierfach Solarzellen verwendet. Dies ist ein völlig neuer Ansatz, bei dem zunächst zwei Tandem Solarzellen auf verschiedenen III-V Substraden abgeschieden werden. Über das Waferbond-Verfahren werden diese beiden Solarzellen anschließend derart fest miteinander verbunden, dass die entstehende Grenzfläche zwischen den beiden ursprünglichen Solarzellen einen Stromfluss durch beide Tandemzellen erlaubt. Dies ist Grundvoraussetzung für die Entwicklung der neuen Mehrfach-Solarzellen.

Die nun entwickelte Vierfach Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 43,6% ist ein erster Erfolg in dieser Hinsicht. Dr. Frank Dimroth (Abteilungsleiter III-V Epitaxie und Solarzellen am Fraunhofer ISE) zeigt sich begeistert von der Entwicklung: “Das Verfahren des Waferbondens erlaubt es die besten III-V Halbleitermaterialien miteinander zu vereinen und so den Übergang zu einer neuen Generation besonders hocheffizienten Mehrfach Solarzellen zu realisieren. Dabei werden Kristalle miteinander kombiniert, die eigentlich nicht zusammenpassen und daher mit den bisherigen Verfahren nicht in der hohen Qualität direkt aufeinander abgeschieden werden können.”

Das Waferbonden Verfahren bezeichnet übrigens eine Technologie mit der die Halbleiterkristalle mit verschiedenen Gitterkonstanten derart verpresst werden, dass sich an ihren Grenzen atomare Bindungen bilden. Das Wissen um dieses Verfahren ist ein zentrales Know-How der Firma Soitec aus Frankreich und deren Entwicklungspartner CEA-Leti.


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