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Fraunhofer ISE: Mehrfachsolarzelle mit 31,3 Prozent Wirkungsgrad

Einen Rekordwirkungsgrad von 31,3 Prozent erreichen die Mehrfachsolarzellen auf Silizium-Basis des Fraunhofer ISE.

Gebondete III-V/Si-Mehrfachsolarzelle Bildquelle: © Fraunhofer ISE/A. Wekkeli

Gebondete III-V/Si-Mehrfachsolarzelle

Mit nur einem einfachen Vorder- und Rückseitenkontakt kann die Solarzelle ohne weiteres in gängige PV-Module integriert werden, denn von außen betrachtet unterscheidet sich diese integrierte Mehrfachsolarzelle nicht von herkömmlichen Siliziumsolarzellen.

Schon vor drei Monaten hatte Fraunhofer ISE eine Dreifachsolarzelle aus III-V-Halbleitern und Silizium realisiert, die einen Rekordwirkungsgrad von damals 30,2 Prozent erreichte. Jetzt haben sie ihn noch einmal übertroffen.

Damals war es den Forschern am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE gemeinsam mit der österreichischen Firma EV Group gelungen, eine Mehrfachsolarzelle auf Silizium-Basis mit nur zwei Kontakten herzustellen, die die theoretische Wirkungsgradgrenze reiner Siliziumsolarzellen überschreitet. Hierfür übertrugen die Forscher nur wenige Mikrometer dünne III-V Halbleiterschichten auf Silizium. Die Verbindung gelang ihnen mittels eines aus der Mikroelektronik bekannten Verfahrens, dem direkten Waferbonden.

Dabei werden Oberflächen nach einer Plasmaaktivierung im Vakuum unter Druck miteinander verbunden. Es entsteht eine Einheit, indem die Atome der III-V Oberfläche Bindungen mit dem Silicium eingehen.