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In dem vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE angeführten Verbundprojekt "MehrSi" haben Wissenschaftler jetzt einen bisher unerreichten Wirkungsgrad spezieller Solarzellen erzielt. Dabei wurden 24,3 Prozent des von monolithischen, auf Silizium gewachsenen III-V-Dreifachzellen aufgenommenen Sonnenlichts in elektrische oder chemische Energie umgewandelt. Laut Aussage der Forscher kommt das einem Meilenstein bei der Entwicklung neuer Solarzellen gleich, die darauf abzielt, zukünftig konventionelle Silizium-Solarzellen abzulösen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der neuen Zellen liegt darin, dass sie auch zur direkten solaren Wasserspaltung, also zur Gewinnung von Wasserstoff einsetzbar sind. In ihm sehen derzeit nicht wenige Fachleute den regenerativen Energieträger der Zukunft. Projektpartner des Fraunhofer ISE waren neben der TU Ilmenau auch die Philipps-Universität Marburg und der Anlagenhersteller Aixtron SE.

Ausgangsidee des mit Geldern des Bundesforschungsministeriums geförderten Projekts war die Frage, wie man das bei der Herstellung von Solarzellen gängigste, zudem kostengünstige Material Silizium am besten mit den leistungsstarken III-V-Halbleitern kombinieren kann, um Sonnenlicht mit möglichst hoher Effizienz in nutzbare Energie umzuwandeln. Dazu erarbeiteten Forscher des Fachgebiets "Grundlagen von Energiematerialien" der TU Ilmenau Ansätze, die Präparation der Grenzfläche zwischen dem Silizium und den so genannten III-V-Materialien zu verbessern. Diese Kontaktflächen von Solarzellen, die aus zwei oder mehr übereinander geschichteten Zellen aus verschiedenen Materialien bestehen, entscheiden über die Leistungsfähigkeit der Zellen. Für ein möglichst optimales Ergebnis muss beim "Aufeinanderwachsen" der III-V-Schicht auf Silizium darauf geachtet werden, dass die Atome genau die richtigen Positionen im Kristallgitter einnehmen, da sonst die Eigenschaften der Zellen stark beeinträchtigt werden können. Die durch die Ilmenauer Wissenschaftler im "MehrSi"-Projekt erzielten Verbesserungen sollen nun Herstellungsprozesse ermöglichen, bei denen der Übergang zwischen den Materialien nahezu perfekt gelingt.

Technische Universität Ilmenau (D-98693 Ilmenau)
www.tu-ilmenau.de