{"id":64654,"date":"2017-04-02T18:57:21","date_gmt":"2017-04-02T16:57:21","guid":{"rendered":"https:\/\/www.freiburg-schwarzwald.de\/blog\/?p=64654"},"modified":"2017-04-02T19:00:15","modified_gmt":"2017-04-02T17:00:15","slug":"ise-freiburg-solar-weltrekord","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.freiburg-schwarzwald.de\/blog\/ise-freiburg-solar-weltrekord\/","title":{"rendered":"ISE Freiburg – Solar Weltrekord"},"content":{"rendered":"

Erfolgreiche Effizienzjagd<\/a> – Weltrekord der klassischen Siliziumzelle<\/a> wieder in Freiburg: Das Fraunhofer Institut f\u00fcr Solare Energiesysteme (ISE)<\/a> hat im Labor eine Solarzelle<\/a> der klassischen Silizium-Art gefertigt, die 21,9 Prozent des Sonnenlichts<\/a> in elektrische Energie<\/a> umwandeln kann. Das hat zuvor noch niemand geschafft. Zuletzt hatte der Rekord bei 21,3 Prozent gelegen, erzielt im Jahr 2015 von der chinesischen Firma Trina Solar.<\/p>\n

Davor war bereits das ISE Rekordhalter gewesen, elf Jahre lang.
\nDer Spitzenwert bezieht sich allerdings nur auf die multikristallinen Siliziumzellen, die \u2013 wie der Name sagt \u2013 aus einer Vielzahl von Kristallen des Halbleitermaterials bestehen. Sie sind, wie es beim ISE hei\u00dft, \u201edas Arbeitspferd der Solarzellenindustrie\u201c, weil sie mit rund 60 Prozent den gr\u00f6\u00dften Anteil an der Weltproduktion haben. Betrachtet man hingegen andere Zelltypen, k\u00f6nnen mitunter noch deutlich h\u00f6here Effizienzwerte erzielt werden. Das gelingt zum einen mit Siliziumzellen auf Basis von Einkristallen (monokristallin genannt). Bei diesen liegt der Weltrekord \u2013 ebenfalls ganz frisch \u2013 bei 26,6 Prozent, aufgestellt von der japanischen Firma Kaneka. Und damit wird die Luft f\u00fcr die reine Siliziumtechnik dann schon d\u00fcnn, denn das theoretische Maximum bei normalem Sonnenlicht liegt f\u00fcr diese Technik bei 29,4 Prozent.<\/p>\n

Die Solarforscher wollen sich mit diesem Limit freilich nicht zufrieden geben. Deswegen arbeiten sie parallel l\u00e4ngst an ganz anderen Zellkonzepten: an Mehrfachsolarzellen, die aus verschiedenen Halbleiterschichten aufgebaut sind, von denen jede einen anderen Teil des Sonnenspektrums nutzt. Erst dieser Tage publizierte das ISE einen neuen Rekordwert von 31,3 Prozent, den die Freiburger Forscher mit einer Mehrfachsolarzelle auf Silizium-Basis erzielten, die mit Schichten von Gallium-Indium-Phosphid und Gallium-Arsenid belegt ist. In diesem Fall absorbiert die oberste Lage vor allem das sichtbare Licht, die mittlere einen Teil des sichtbaren Lichts und gewisse Infrarotanteile, und die untere dann langwelligeres Infrarot. Bei dieser Technik sei sogar noch Luft nach oben, sagt Andreas Bett, kommissarischer Leiter des ISE: \u201eHiermit werden auch noch 35 Prozent m\u00f6glich sein.\u201c Und selbst das ist nicht das Ende der Fahnenstange, denn das Spiel mit den Mehrfachzellen l\u00e4sst sich ausweiten \u2013 auf vier oder f\u00fcnf, sogar auf sechs Lagen.
\n.
\nSo f\u00fchrte dieser Weg zu einem weiteren Weltrekord, den ebenfalls das ISE h\u00e4lt, zusammen mit internationalen Partnern aus Forschung und Industrie: Eine Vierfachsolarzelle erzielte im Jahr 2014 im Labor eine Ausbeute von 46,0 Prozent. Das ist aktuell der h\u00f6chste Wert, den jemals eine Solarzelle schaffte,weltweit. Nun gereichen solche Laborrekorde zweifellos zum Erwerb von Forscherehren. F\u00fcr die Energiewende hingegen sind zwei andere Punkte viel wichtiger: Welcher Wirkungsgrad l\u00e4sst sich in der Massenfertigung verl\u00e4sslich garantieren? Und zu welchen Kosten ist das m\u00f6glich? Weil die Mehrfachzellen in diesen Punkten noch nicht so weit sind, dominiert weiterhin das Silizium. \u201eEs ist nun eine entscheidende Aufgabe der Forschung, die entsprechenden Produktionstechnologien zu entwickeln\u201c, sagt Forscher Bett.
\n.
\nIn dieser Hinsicht ist sogar beim etablierten Silizium noch Spielraum. Denn auch bei diesen Zellen f\u00e4llt die Effizienz zwischen Labor und Fabrik noch deutlich ab. Um beim Beispiel der Monokristallinen zu bleiben, die in den Instituten bis zu 26,6 Prozent erreichen: In der Fertigung kommen sie aufmaximal 23 bis 24 Prozent, das Gros der Fabriken erreicht eher 21 Prozent. Und wenn die einzelnen Zellen anschlie\u00dfend zu Modulen verbaut werden, sinkt die Ausbeute nochmals ein wenig \u2013 durch optische Verluste, durch die Verschaltung, und weil Module immer inaktive Bereiche zwischen den Zellen aufweisen. So bleiben die Modulwirkungsgrade heute zumeist noch unter 20 Prozent h\u00e4ngen. Wer sich ein Paneel f\u00fcrs Dach kauft, muss also von den Laborwerten abstrahieren k\u00f6nnen. Und doch zeigen die Rekorde immer wieder die Dynamik in der Photovoltaikentwicklung \u2013 es werden f\u00fcr die Freiburger Solarforscher nicht die letzten Weltrekorde gewesen sein.
\n2.4.2017, Bernward Janzing<\/a>, www.der-sonntag.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Erfolgreiche Effizienzjagd – Weltrekord der klassischen Siliziumzelle wieder in Freiburg: Das Fraunhofer Institut f\u00fcr Solare Energiesysteme (ISE) hat im Labor eine Solarzelle der klassischen Silizium-Art gefertigt, die 21,9 Prozent des Sonnenlichts in elektrische Energie umwandeln kann. Das hat zuvor noch … Weiterlesen →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[5,317,49,267,141,128,132],"tags":[151,738,430,660,265,338],"class_list":["post-64654","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-energie","category-forschung","category-freiburg","category-hochschulen","category-nachhaltigkeit","category-photovoltaik","category-strom","tag-erneuerbare-energien","tag-forschung","tag-ise","tag-reko","tag-solar-2","tag-uni"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.freiburg-schwarzwald.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/64654","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.freiburg-schwarzwald.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.freiburg-schwarzwald.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.freiburg-schwarzwald.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.freiburg-schwarzwald.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=64654"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.freiburg-schwarzwald.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/64654\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.freiburg-schwarzwald.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=64654"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.freiburg-schwarzwald.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=64654"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.freiburg-schwarzwald.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=64654"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}