III-V- und Konzentrator-Photovoltaik

Im Geschäftsfeldthema III-V- und Konzentrator-Photovoltaik adressiert das Fraunhofer ISE Anforderungen, die sich aus dem Weltraum- sowie dem terrestrischen Photovoltaikmarkt ergeben. Neue und angepasste Solarzellenarchitekturen mit noch höheren Wirkungsgraden stehen dabei im Fokus. So hält das Institut den Weltrekord für eine Vierfachsolarzelle mit 46 Prozent Wirkungsgrad. Zum Kostensenkungspotenzial zählen auch Optimierungen auf der Systemebene, im Besonderen für die konzentrierende Photovoltaik. Zentrale Aspekte sind dabei angepasste Konzentrator-Optiken, industriell realisierbare Fertigungs- und Verbindungstechnologie, Charakterisierung und Modellierung auf Bauelement- und Systemniveau und nicht zuletzt Fragen der Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit bei der Herstellung und im Recycling.

Bei Niedrigkonzentrierenden Systemen kommen Silicium-Konzentratorsolarzellen zum Einsatz. Der Vorteil dieser nachgeführten PV-Systeme liegt im geringeren Bedarf an Si-Halbleitermaterial und der geringeren Energierücklaufzeit. Das Fraunhofer ISE entwickelt für Kunden geeignete Zellen und Systeme.

Die Power-by-Light Technologie schafft Lösungen für die kabellose Energieübertragung. Dabei wird das Licht von Laser oder Leuchtdioden durch Glasfaserkabel oder in der Luft übertragen und am Zielort von einer Photovoltaikzelle in elektrische Energie umgewandelt. Die Kompetenzen aus der III-V-, Konzentrator- und Weltraum-PV ermöglichen eine perfekte Anpassung der Zellen an die Lichtquelle. Bislang wurden Wandlungswirkungsgrade von über 57 % realisiert. Ein Beispiel für zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten ist die Überwachung der blitzschlaggefährdeten Flügel von Windkraftanlagen.