Solarzellen mit optimierten Strukturen und Wirkungsgraden

Konzentratorsolarzellen mit Bypass-Diode auf Kühlkörper vor dem Einbau in ein FLATCON® Konzentratormodul.

Aufbau zur elektronischen Charakterisierung eines CPV-Minimoduls

Am Außenmessplatz des Fraunhofer ISE erzielte das Minimodul einen Weltrekordwirkungsgrad von 43,3 % unter Standardtestbedingungen (CSTC).

III-V- und Konzentrator-Photovoltaik

Im Thema III-V- und Konzentrator-Photovoltaik beschäftigen wir uns mit folgenden Arbeitsgebieten

 

III-V Epitaxie und Solarzellen

 

Konzentrator-Bauelemente

 

Konzentrator-Optik

 

Hochkonzentrierende Systeme (HCPV)

 

Niedrigkonzentrierende Systeme (LCPV)

 

Silicium-Konzentratorsolarzellen

 

Power-by-Light

In Geschäftsfeldthema »III-V- und Konzentrator-Photovoltaik« bearbeitet das Fraunhofer ISE Anforderungen aus der Weltraum und
Konzentratorphotovoltaik. Weiterhin adressieren wir die effiziente Umwandlung von Licht aus Quellen wie Lasern in elektrischen Strom. Wir arbeiten sowohl an Solarzellen der nächsten Generation mit optimierten Strukturen und Wirkungsgraden als auch an der Anpassung dieser Bauelemente an die spezifischen Anforderungen unserer Kunden. So entwickeln wir z. B. ultra-dünne und leichte Solarzellen, die sich auf gekrümmten Flächen aufbringen lassen, oder Konzentratorsolarzellen mit Flächen zwischen 0,1 mm2 und 1 cm2. In allen Fällen zielen wir auf Bauelemente mit niedrigen Fertigungskosten, hoher Zuverlässigkeit und hohem Wirkungsgrad. 

Bei der konzentrierenden Photovoltaik decken wir alle Aspekte von der Solarzelle bis zum Modul ab und optimieren das Gesamtsystem. Hierfür setzen wir unsere Expertise in den Bereichen Optik, Aufbau und Verbindungstechnik sowie theoretische Modellierung und Moduldesign ein. So bedienen wir einen heterogenen Markt an Unternehmen, die PV-Systeme mit geringer bis sehr hoher optischer Konzentration entwickeln. Bei letzteren erstreckt sich unsere Expertise auch auf Systemaspekte wie die Nutzung von Wärmeenergie oder die direkte Erzeugung von solarem Wasserstoff zur Speicherung von Energie. Wir erreichen Innovationen durch systembezogenes Denken und setzen uns das Ziel, die besten Lösungen weltweit für unsere Kunden bereitzustellen. 

Für unsere Arbeiten können wir auf eine exzellente Infrastruktur zurückgreifen. Unsere besondere Expertise liegt in der Entwicklung gitterfehlangepasster Halbleiterstrukturen, die wir über metamorphes Wachstum, Waferbonden oder Wachstum auf »Engineered Substrates« realisieren. So können wir zum Beispiel GaAs mit Silicium oder InP in einem Bauelement vereinen. 

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

MehrSi

Hocheffiziente III-V Mehrfachsolarzellen auf Silicium

 

Virtual Lab CEA

Fraunhofer ISE for Ultra High Efficiency Photovoltaics

 

CPV-T System gekoppelt mit Entsalzungssystemen

 

HeKMod4

Hocheffizientes Konzentratormodul mit GaSb-basierter Vierfachsolarzelle

Frank Dimroth

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Dr. Frank Dimroth

III-V- und Konzentrator-Photovoltaik

Fraunhofer ISE
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79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5258

David Lackner

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Dr. David Lackner

III-V Epitaxie und Solarzellen

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
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Telefon +49 761 4588-5332

Maike Wiesenfarth

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Maike Wiesenfarth

Konzentrator-Bauelemente, Hochkonzentrierende Systeme (HCPV), Niedrigkonzentrierende Systeme (LCPV)

Fraunhofer ISE
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Peter Nitz

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Dr. Peter Nitz

Konzentrator-Optik

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Florian Clement

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Dr. Florian Clement

Silicium-Konzentratorsolarzellen

Fraunhofer ISE
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Henning Helmers

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Dr. Henning Helmers

Power-by-Light

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Anna Heimsath

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Anna Heimsath

Konzentrierende Kollektoren

Fraunhofer ISE
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Veröffentlichungen zum Thema III-V- und Konzentrator-Photovoltaik