Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Im Geschäftsfeldthema »Photonische und leistungselektronische Bauelemente« entwickeln wir spezielle Photovoltaikzellen und weitere photonische, optoelektronische und leistungselektronische Bauelemente für Anwendungen jenseits klassischer Solarzellen. Darunter fallen beispielsweise photonische Leistungswandler für Laserlicht (auch bekannt als Laserleistungszellen, optische Leistungswandler, oder Phototransducer), Thermophotovoltaikzellen zur Wandlung thermischer Strahlung, Indoor-Photovoltaikzellen, spezielle Leistungsdioden oder Detektoren. 2021 haben wir mit einem Wirkungsgrad von 68,9% den bisherigen Spitzenwert für die Umwandlung von Licht in elektrischen Strom erzielt.
Schwerpunkte unserer Forschung liegen im modellgestützten Design der Bauelemente unter Berücksichtigung optischer, elektrischer, und thermischer Eigenschaften, beispielsweise zur Entwicklung fortschrittlicher Zellkonzepte mit erhöhter Ausgangsspannung, Optimierung für spezielle Spektren (Laser, LED, künstliches Raumlicht, thermische Strahlung von heißen Emittern), oder hoher Durchbruchspannung. Mit metallorganischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) entwickeln wir komplexe Schichtstrukturen, Absorbermaterialien mit angepasster Bandlücke, transparente Tunneldioden, und Prozesse für schnelles Wachstum. Wir prozessieren Epi-Wafer zu funktionalen Bauelementen und entwickeln Dünnschichtprozesse zur Integration und Optimierung von elektrisch leitfähigen Spiegelschichten. Für die Entwicklung von Prototypen arbeiten wir an Aufbau- und Verbindungstechnologien zur mechanischen Montage, elektrischen Kontaktierung, optischen Kopplung sowie zur thermischen Anbindung, und testen Module auf Zuverlässigkeit im Betrieb.
Wir sind weltweit vernetzt mit exzellenten Forschungsgruppen und bieten kundenorientierte Lösungen für kleine und mittlere Unternehmen, Start-up-Firmen und große Industrieunternehmen. Unser Repertoire umfasst Fertigungsdesign und Prototypen sowie Pilot- und Kleinserien.