Erneuerbare Energien: Deutsches Forschungsteam entwickelt effizienteste Solarzelle der Welt

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts ist es gelungen, den Wirkungsgrad einer Solarzelle erstmals auf 47,6 Prozent zu steigern – ein Rekord, der allerdings nur unter Laborbedingungen gilt.

In Freiburg hat ein Forschungsteam des Fraunhofer-Instituts eine Rekord-Solarzelle hergestellt

Foto: Fraunhofer ISE

Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg haben die beste Solarzelle hergestellt, die bisher entwickelt wurde: eine Vierfachsolarzelle mit einem Wirkungsgrad von 47,6 Prozent. Möglich wurde das nach Angaben des Instituts  unter anderem mit einer neuen Antireflexbeschichtung. Die Entwicklung sei ein »Meilenstein«.

An effizienten Solarzellen wird am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme seit zwei Jahren geforscht. Ziel des Projekts  ist es, eine Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 50 Prozent herzustellen. Der Wirkungsgrad entscheidet über die Menge an Energie, die von einer Fläche »geerntet« und in Strom umgewandelt werden kann. Damit bestimmt er auch maßgeblich über die Kosten, den Ressourcenverbrauch und damit über die Nachhaltigkeit der Energieerzeugung.

Der Wirkungsgrad gängiger Solarzellen liegt unter gewöhnlichen Bedingungen bei weniger als 30 Prozent. Der größte Teil der Sonnenenergie wird also nicht genutzt.

»Die nachhaltigste Form der erneuerbaren Stromerzeugung«

Das Team in Freiburg nutzte eine Mehrfachsolarzelle, für die Solarzellen aus verschiedenen Materialien kombiniert werden, und optimierte jede einzelne Schicht. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nahmen prozesstechnologische Verbesserungen an den Metallkontakten vor und bauten verbesserte Antireflexionsschichten ein. Dadurch hätten sich die Widerstandsverluste ebenso verringert wie die Reflexion an der Vorderseite der Zelle.

»Wir sind begeistert von diesem Ergebnis«, sagte der beteiligte Wissenschaftler Frank Dimroth. »Wir wollen mit unserer Arbeit einen Beitrag leisten, um die konzentrierende Fotovoltaik noch effizienter und wettbewerbsfähiger zu machen, denn wir glauben, dass dies die nachhaltigste Form der erneuerbaren Stromerzeugung ist.«

Mehrfachsolarzellen gehören zu den effizientesten Solarzellen der Welt. Sie entfalten ihr höchstes Potenzial, wenn das Sonnenlicht zusätzlich durch Linsen auf wenige Quadratmillimeter kleine Bauelemente gebündelt wird. Einen Wirkungsgrad von mehr als 47 Prozent erzielt allerdings auch die Supersolarzelle aus Freiburg bislang nur unter Laborbedingungen, wo Sonnenlicht vielfach konzentriert werden kann.

vki