Laserleistungszelle: Bauelementdesign und -optimierung

Wir entwickeln hocheffiziente Photovoltaikzellen für die Anwendung unter Laserstrahlung, auch bekannt als Laserleistungszellen oder Photonic Power Converters. Dazu werden diese PV-Zellen spezifisch an die Photonenenergie des monochromatischen (oder sehr schmalbandigen) Lichts angepasst – ähnlich wie bei Tandemsolarzellen bzw. Mehrfachsolarzellen, bei denen einzelne Teilzellen für einen schmalen Teil des Spektrums angepasst werden. Dazu entwickeln wir Absorbermaterialien mit auf die Photonenenergie angepasster Bandlückenenergie sowie eine spezielle Prozesstechnologie, beispielsweise mit integrierten optischen Spiegelschichten zur Nutzung von Resonanzeffekten. Ebenso nutzen wir optische und elektrische Modellierungen zur Optimierung des Designs, wie beispielsweise der Schichtstrukturen oder der Kontaktgeometrien.  

Unsere FuE-Leistungen zum Thema »Laserleistungszelle: Bauelementdesign und -optimierung« umfassen:

  • Entwicklung angepasster Absorbermaterialien und Optimierung der Materialqualität
  • Entwicklung von vertikal gestapelten und mittels Tunneldioden seriell verschalteten Mehrfach-Zellen (»multi-junction«)
  • Entwickung von lateral segmentierten und seriell verschalteten Mehrfach-Zellen (»multi-segment«)
  • Design und Implementierung von optischen bzw. photonischen Schichten
  • Charakterisierung von Photovoltaikzellen unter monochromatischer Bestrahlung
  • Entwicklung neuartiger Messmethoden, insbesondere für Mehrfach-Zellstrukturen
  • Auf die Wünsche unserer Kundinnen und Kunden zugeschnittene Anpassungen und Optimierungen unter Berücksichtigung spezifischer Betriebsbedingungen
  • Systemintegration

FuE-Infrastruktur

Für unsere Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten steht uns am Fraunhofer ISE diese Infrastruktur zur Verfügung:

 

CalLab PV Cells

Das akkreditierte Kalibrierlabor CalLab PV Cells am Fraunhofer ISE bietet hochpräzise, reproduzierbare Kalibrierungen und Messungen aller Solarzellentypen nach internationalen Standards, zum Beispiel, spektrale Empfindlichkeit/Quanteneffizienz, Reflexion, Strom-Spannungs-Messungen insbesondere auch unter variablen Spektren und Intensitäten, verschiedene Breitband- und Laser-Lichtquellen sowie Filter verfügbar.