QuintuMod – Entwicklung eines kostengünstigen und gleichzeitig hocheffizienten Solarmoduls unter Verwendung einer 5fach-Stapelsolarzelle

Laufzeit: 02/2021 - 01/2024
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) Fkz: 03EE1088B
Kooperationspartner: AZUR SPACE Solar Power GmbH
Projektfokus:  
© Fraunhofer ISE
Test-Tracker am Fraunhofer ISE zur Charakterisierung der Konzentratormodule von AZUR SPACE. Hierbei werden neben den IV Daten auch Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Intensität und Spektrum der Sonneneinstrahlung erfasst.
© Fraunhofer ISE
Testaufbau zur Vermessung einer Solarzellen-Linseneinheit bei unterschiedlichem Abstand und Temperatur der Linse und (neu im Projekt) der Solarzelle.

Das Vorhaben »QuintuMod« strebt die Entwicklung und Optimierung von zuverlässigen, kosteneffektiven und hocheffizienten CPV-Modulen an. In der konzentrierenden Photovoltaik (CPV) werden schon heute die höchsten Wirkungsgrade für die Umwandlung von Sonnenlicht in Strom erzielt. Darüber hinaus hat sie zusätzliche Vorteile bzgl. Transport, Recycling und Nachhaltigkeit. Im Projekt »QuintuMod« wird eine neue Fünffach-Solarzelle in das CPV Modul von AZUR SPACE integriert und dieses auf höchste Wirkungsgrade hin optimiert. Ziel im Projekt ist es einen Modul-Wirkungsgrad von 34% bei CSTC (Konzentrator­standard­test­bedingungen) zu erreichen. Durch die Evaluierung von Modulen in Feldtests wird eine Berechnungsmethode entwickelt, mit welcher der Jahresenergieertrag für dedizierte Standorte berechnet werden kann. Diese sind wichtige Daten für die ökonomische Bewertung von CPV-Kraftwerken, die besonders in südlichen Ländern mit hoher Direktstrahlung vorteilhaft eingesetzt werden. 

Im Projekt ist das Fraunhofer ISE verantwortlich für die elektrische Charakterisierung der Fünffachsolarzellen im Labor und der Module in Außenmessungen. Dazu werden vorhanden Messplätze wie ein EQE-Messplatz oder ein Zell-Linsen-Messaufbau erweitert, um Messungen bei Zelltemperaturen, wie sie auch im Betrieb vorherrschen (bis 90°C), durchzuführen. Im Rahmen des Projekts können damit verschiedene Technologiegenerationen bewerten und das Verständnis des Modulverhaltens erhöht werden. Des Weiteren unterstützt das Fraunhofer ISE den Projektpartner AZUR SPACE in der Evaluierung des Moduldesigns mit Durchführung von Alterungsversuchen und optischen Simulation der Primäroptik.

Ein wichtiger Schwerpunkt im Projekt ist die Bewertung des Energieertrags der CPV-Module für unterschiedliche Standorte und damit verschiedene Umgebungsbedingungen. Am Fraunhofer ISE werden Methoden zur Berechnung des Energieertrags wissenschaftlich untersucht und damit die Vorhersagegenauigkeit des Energieertrags für das CPV-Modul verbessert.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsthema:

Arbeitsgebiet

Hochkonzentrierende Systeme (HCPV)

Geschäftsfeldthema

III-V- und Konzentrator-Photovoltaik

Geschäftsfeld

Photovoltaik