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Geht es um die Erzielung höchster Wirkungsgrade bei der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie, führt bisher kein Weg an der Konzentrator-Photovoltaik (CPV) vorbei. Grundlage für die CPV sind sowohl spezielle Mehrfachsolarzellen als auch das Zusammenspiel zwischen der Zelle und der im Modul verwendeten Optik. Wie man beide optimieren kann, um das Potenzial der Technologie noch besser zu nutzen, hat jetzt ein Konsortium aus Forschungseinrichtungen und Unternehmen unter Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE im EU-geförderten Projekt CPVMatch gezeigt. Der im Rahmen dieses Projektes erreichte Modulwirkungsgrad liegt bei 41,4 Prozent und ist damit der höchste jemals erzielte Wert für ein Photovoltaik-Modul.

Die Technologie der hoch konzentrierenden Photovoltaik (HCPV) soll vor allem in Regionen mit hohem Anteil an direkter Solarstrahlung regenerativen Strom mit höchster Effizienz und damit einhergehend geringem Ressourceneinsatz bereitstellen. Dabei kommen Mehrfachsolarzellen aus III-V-Halbleiterverbindungen zum Einsatz, in denen mehrere sehr dünne Solarzellen übereinandergestapelt sind, um so das Sonnenspektrum wesentlich effizienter zu nutzen. Sie werden mit optischen Linsen kombiniert, welche die Solarstrahlung auf eine dann winzige Solarzellenfläche konzentrieren. Die Module wiederum bewegen sich auf zweiachsigen Nachführeinheiten synchron mit dem Lauf der Sonne. "Wir haben uns im Projekt CPVMatch mit allen Schritten des Herstellungsprozesses für Konzentrator-Module befasst, von den eingesetzten Materialien über den Zellfertigungsprozess und die Produktionsanlagen bis hin zu den Herausforderungen, die der Modulfertigungsprozess birgt", erklärt Dr. Gerald Siefer, Leiter des Projekts und Gruppenleiter III-V Zell- und Modulcharakterisierung am Fraunhofer ISE. Und Fraunhofer ISE-Institutsleiter Dr. Andreas Bett ergänzt: "Die Photovoltaik boomt weltweit, und wir sehen ein großes Potenzial für diese besonders effiziente Modultechnologie, denn sie verringert den Ressourceneinsatz für die Energiewandlung pro Fläche signifikant und trägt damit zu mehr Nachhaltigkeit bei."

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (D-79110 Freiburg)
Website: www.ise.fraunhofer.de