Siliciumsolarzellen dominieren heute den globalen Photovoltaikmarkt mit einem Anteil von rund 90 Prozent. Mit neuen technologischen Entwicklungsschritten arbeiten sich Forschung und Industrie an die theoretische Wirkungsgradgrenze des Halbleitermaterials Silicium heran. Gleichzeitig beschreiten sie neue Wege für die Entwicklung einer neuen Generation von noch effizienteren Solarzellen.

Für eine vollständig integrierte Mehrfachsolarzelle, bestehend aus III-V Halbleitern und Silicium, erreichten die Photovoltaikforscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg den Rekordwert 31,3 Prozent. Das bedeutet, die Solarzelle wandelt 31,3 Prozent des auftreffenden Sonnenlichts in elektrische Energie um. Damit ist das theoretische Limit für das heute den Weltmarkt dominierende Solarzellenmaterial Silicium überschritten und demonstriert, dass die Entwicklungen im Bereich der Photovoltaik weiter voran schreiten. Von außen betrachtet unterscheidet sich die Rekordsolarzelle nicht von herkömmlichen Siliciumsolarzellen. Mit nur einem einfachen Vorder- und Rückseitenkontakt kann die Solarzelle ohne weiteres in gängige PV-Module integriert werden.

Die Jury der renommierten GreenTec Awards war von diesem Wettbewerbsbeitrag überzeugt und wählte ihn unter die Finalisten für 2018 in der Kategorie Energie. »Darüber freuen wir uns sehr und danken den Jury-Mitgliedern ebenso wie den vielen Teilnehmern am Online-Voting für diese Nominierung, in der wir nicht zuletzt auch eine Anerkennung der deutschen Photovoltaikforschung sehen«, so Dr. Frank Dimroth, Abteilungsleiter III-V Epitaxie und Solarzellen am Fraunhofer ISE. Institutsleiter Dr. Andreas Bett erläutert: »Die Photovoltaik ist eine der tragenden Säulen eines nachhaltigen Energiesystems. Der Markt wächst rasant und es ist kein Ende des Wachstums in Sicht. Wir sind überzeugt, dass höhere Wirkungsgrade einen wichtigen Beitrag zur Ressourceneffizienz  und schnelleren Durchdringung der Energieversorgung mit Solarenergie leisten.«   

Die Arbeiten zur Entwicklung der III-V/Si Tandemsolarzelle am Fraunhofer ISE wurden gefördert durch die Europäische Union in den Projekten HISTORIC und NanoTandem sowie durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Projekt PoTaSi.