Konzentrator-Bauelemente

FuE-Leistungen

Im Thema Konzentrator-Bauelemente bieten wir folgende Forschungs- und Entwicklungsleistungen

Integration und Ver­schalt­ung unter­schied­lich­er Zell­konzepte

Entwicklung von kunden­spezifischem Bau­gruppen­design

  • Auslegung und Design von Substraten
  • elektrische Kontaktierung der Bauelemente (Bond-, Schweiß-, Lötprozesse)

Montage von Solarzellen als Kleinserie und Entwicklung von Fertigungsprozessen

Untersuchung der Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität


 

In der Konzentratorphotovoltaik fokussieren kostengünstige Optiken das Licht auf kleine Solarzellenflächen. Die Systeme werden nach ihrem Konzentrationsfaktor des Sonnenlichts unterschieden. Unser Schwerpunkt liegt auf den niedrig konzentrierenden (>1x bis 50x) und hochkonzentrierenden (300x bis 1000x) System

Die Solarzellenbaugruppe, bestehend aus Substrat, Solarzelle und elektrischer Kontaktierung, ist eine Schlüsselkomponente in einem Konzentratorsystem. Der Aufbau der Solarzellenbaugruppen unterscheidet sich für verschiedene Systemdesigns. Wir stellen derartige Baugruppen mit aktiven und passiven Kühlsystemen und in unterschiedlichen Größen her.

In hochkonzentrierenden Systemen werden III-V-Mehrfachsolarzellen eingesetzt. Die Entwicklung für die hochkonzentrierenden Systeme ist am Fraunhofer ISE ist im Concentrator Technology Evaluation Center (Con-TEC) zusammengefasst.

In niedrigkonzentrierenden Modulen werden modifizierte Silicium- oder Dünnschichtsolarzellen eingesetzt. Diese Module entwickeln wir im Module Technology Evaluation Center (Module-TEC) und Con-TEC und verbinden damit Know-how aus der Silicium-Flachmodultechnologie und der hochkonzentrierenden Photovoltaik.

Die Forschungsschwerpunkte des Con-TEC und Module-TEC liegen auf der Optimierung des Designs, des Herstellungsprozesses und der Zuverlässigkeit von CPV-Modulen. Unsere Kompetenzen im Bereich der thermischen, optischen und elektrischen Simulation stellen wir Kunden zur Verfügung. Wir optimieren und entwickeln Herstellungsprozesse und innovative Systeme.

Zur Charakterisierung von CPV-Komponenten stehen verschiedene experimentelle Methoden zur Verfügung.

 

 

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

CPV-T System

CPV-T System gekoppelt mit Entsalzungssystemen

 

 

HeKMod4

Hocheffizientes Konzentratormodul mit GaSb-basierter Vierfachsolarzelle

 

 

CPVMod

CPV Modul im modularen Aufbau

 

Im Bereich der Bauelemente für PV-Konzentratorsysteme bieten wir:

  • Solarzellenbaugruppen für Prototypentests für eine Auswahl an Solarzellendesigns
  • Integration und Testen von neuartigen Zellen in Konzentratormodulen
  • Experimentelle Untersuchung neuer Konzepte und Komponenten (z.B. Sekundäroptiken) für die CPV
  • Designoptimierung und Analyse mittels Finite-Elemente-Methode (FEM) und Computational Fluid Dynamics (CFD)
  • Produktion von Pilot- und Kleinserien mit automatisierten Fertigungstechnologien (z.B. Pick & Place, Bond-, Klebe- und Lötverbindung)
  • Untersuchung der Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität

 

Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema Konzentrator-Bauelemente:

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2021 Technical Boundaries of Micro-CPV Module Components: How Small is Enough?
Wiesenfarth, M.; Iankov, D.; Martínez, J.F.; Nitz, P.; Steiner, M.; Dimroth, F.; Helmers, H.
Vortrag
Presentation
2021 Technical Boundaries of Micro-CPV Module Components: How Small is Enough
Wiesenfarth, M.; Martínez, J.F.; Steiner, M.; Iankov, D.; Nitz, P.; Dimroth, F.; Helmers, H.
Vortrag
Presentation
2020 Development and Outdoor Characterization of a Hybrid Bifacial HCPV Module
Martinez, J.; Steiner, M.; Wiesenfarth, M.; Fellmeth, T.; Dörsam, T.; Wiese, M.; Glunz, S.W.; Dimroth, F.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 FLATCON® CPV Module Technology: A New Design based on the Evaluation of 10 Years of Outdoor Measurement Data
Wiesenfarth, M.; Steiner, M.; Dörsam, T.; Siefer, G.; Dimroth, F.; Nitz, P.; Bett, A.W.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Terawatt-Scale Photovoltaics: Transform Global Energy
Bett, A.W.; Haegel, N.M.; Atwater, H.; Barnes, T.; Breyer, C.; Burrell, A.; Chiang, Y.-M.; Wolf, S. de; Dimmler, B.; Feldmann, D.; Glunz, S.; Goldschmidt, J.C.; Hochschild, D.; Inzunza, R.; Kaizuka, I.; Kroposki, B.; Kurtz, S.; Margolis, R.; Leu, S.; Matsubara, K.; Metz, A.; Metzger, W.K.; et al.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 Outdoor Experimental Characterization of Novel High-Efficiency High-Concentrator Photovoltaic (HCPV) modules Using Achromatic Doublet on Glass (ADG) Fresnel Lenses as Primary Optics
Vallerotto, G.; Wiesenfarth, M.; Victoria, M.; Steiner, M.; Anton, I.; Jost, N.; Askins, S.; Sala, G.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Pushing Energy Yield with Concentrating Photovoltaics
Steiner, Marc; Wiesenfarth, Maike; Martínez Sánchez, Juan Francisco; Siefer, Gerald; Dimroth, Frank
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2018 Operation & maintenance - the key for reliable performance in a CPV power plant
Wüllner, Johannes; Steiner, Marc; Wiesenfarth, Maike; Bett, Andreas
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2018 Trends in Solar Electricity
Bett, A.W.
Vortrag
Presentation
2018 4-terminal CPV module capable of converting global normal irradiance into electricity
Martínez, Juan F.; Steiner, Marc; Wiesenfarth, Maike; Dimroth, Frank
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2018 Analysis of the performance of an on-axis mirror module design compared to a FLATCON module
Wiesenfarth, Maike; Gamisch, Sebastian; Jakob, Peter; Steiner, Marc; Bett, Andreas
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2018 Challenges in the Design of Concentrator Photovoltaic (CPV) Modules to Achieve Highest Efficiencies
Wiesenfarth, M.; Anton, I.; Bett, A.W.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2018 Component cell-based restriction of spectral conditions and the impact on CPV module power rating
Steiner, Marc; Muller, Matt; Siefer, Gerald; Bett, Andreas W.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2017 Performance and failure analysis of concentrator solar cells after intensive stressing with thermal, electrical, and combined load
Eltermann, F.; Ziegler, L.; Wiesenfarth, M.; Wilde, J.; Bett, A.W.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2017 An end of service life assessment of PMMA lenses from veteran concentrator photovoltaic systems
Miller, D.C.; Khonkar, H.I.; Herrero, R.; Anton, I.; Johnson, D.K.; Hornung, T.; Schmid-Schirling, T.; Vinzant, T.B.; Deutch, S.; To, B.; Sala, G.; Kurtz, S.R.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2017 Research on multi-junction solar cells at Fraunhofer ISE
Bett, A.W.; Beutel, P.; Cariou, R.; Feifel, M.; Heckelmann, S.; Hoehn, O.; Klinger, V.; Lackner, D.; Niemeyer, M.; Ohlmann, J.; Oliva, E.; Predan, F.; Siefer, G.; Dimroth, F.
Vortrag
Presentation
2017 Progress in R&D on CPV cells and modules for highest efficiencies within the EU-funded project CPVMatch
Philipps, S.; Baudrit, M.; Grange, F.; Hillerich, K.; Parmesani, R.; Román, E.
Vortrag
Presentation
2017 The role of draft facets in temperature effects in silicone-on-glass Fresnel lens applications
Jakob, P.; Nitz, P.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2016 Improved in situ performance testing of line-concentrating solar collectors: Comprehensive uncertainty analysis for the selection of measurement instrumentation
Zirkel-Hofer, A.; Perry, S.; Fahr, S.; Kramer, K.; Heimsath, A.; Scholl, S.; Platzer, W.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 CPV-T Mirror Dish System Combined with Water Desalination Systems
Wiesenfarth, M.; Went, J.; Bösch, A.; Dilger, A.; Kec, T.; Kroll, A.; Koschikowsi, J.; Bett, A.W.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2016 High Efficiency GaInP/GaAs Tandem Wafer Bonded Solar Cell on Silicon
Cariou, R.; Benick, J.; Dimroth, F.
Vortrag
Presentation
2016 Recent Development in Direct Generation of Hydrogen Using Multi-Junction Solar Cells
Ohlmann, J.; Martínez, Juan F.; Lackner, D.; Förster, P.; Steiner, M.; Fallisch, A.; Dimroth, F.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
Diese Liste ist ein Auszug aus der Publikationsplattform Fraunhofer-Publica

This list has been generated from the publication platform Fraunhofer-Publica