III-V Solarzellen und Bauelemente

Wir entwickeln Solarzellen aus einer Vielzahl von III-V Halbleitermaterialien. Die Solarzellenstrukturen werden für spezifische Anwendungen – wie z.B. Satelliten, PV-Konzentratorsysteme oder Laser-Leistungsübertragung – optimiert. So stehen Strukturen zur Verfügung, die elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 2000 nm und bei Bestrahlungsstärken von einigen Milliwatt/cm² bis zu Megawatt/cm² in elektrische Energie umwandeln können.

Die Halbleiterstrukturen werden in unseren beiden MOVPE-Reaktoren epitaktisch hergestellt. Zur Prozessierung der Solarzellen steht modernste Reinraumtechnologie zur Verfügung.

Solarzellen können im Photovoltaik-Kalibrierlabor CalLab des Fraunhofer ISE charakterisiert werden. Neben der Entwicklung neuer Solarzellenkonzepte bieten wir auch kundenspezifische Solarzellen in geringen Stückzahlen an.

Forschungsschwerpunkte liegen auf:

• GaAs-Einfachsolarzellen für Anwendungen unter einer Sonne und unter Konzentration
• Dreifachsolarzellen (gitterangepasst und metamorph)
• III-V Mehrfachsolarzellen mit ein bis sechs Teilzellen
• Laserleistungssolarzellen
• Monolithisch verbundene Module (MIMs)
• Wachstum von III-V Halbleitern auf Silicium
• Solarzellen für die Thermophotovoltaik (TPV)

 

Erreichte Wirkungsgrade:

 

• 44.7% @ 297 Sonnen (GaInP/GaAs/GaInAsP/GaInAs Vierfachsolarzelle)
• 41.1% @ 450 Sonnen (Ga _0.35 In _0.65 P/Ga _0.83 In _0.17 As/Ge Dreifachsolarzelle)
• 29.1% @ 117 Sonnen (GaAs-Einfachsolarzelle)
• 26.4% @ 1 Sonne (GaAs-Einfachsolarzelle)

Ausgewählte Veröffentlichungen zum Thema (Fraunhofer-Publica)