Konzentrator-Bauelemente

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) Systemen.

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.

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