III-V-Mehrfachsolarzellen erreichen die höchsten Wirkungsgrade aller Photovoltaiktechnologien. Sie sind höchsteffizient, robust und langzeitstabil, haben sich aber bisher am Markt noch nicht durchsetzen können, da Material- und Herstellungskosten etwa hundertmal so hoch sind wie bei Standard-Solarzellen. Das Fraunhofer ISE will in den kommenden Jahren die Herstellungskosten der Zellen deutlich senken, damit es rentabler wird, sie in Konzentrator- und Flachmodulen einzusetzen.

»Dank der Förderung durch die Werner Siemens-Stiftung können wir neue innovative Konzepte und grundlegende wissenschaftliche Arbeiten zur Weiterentwicklung der III-V-Technologie vorantreiben«, sagt Dr. Frank Dimroth, einer der Projektleiter. Technologische Schwerpunkte werden in den kommenden Jahren wiederverwendbare Substrate für die III-V Epitaxie sowie sehr kostengünstige und skalierbare Epitaxie- sowie Herstellungsprozesse für die Solarzellen sein. Zudem sollen konzentrierende Photovoltaikmodule der nächsten Generation demonstriert werden. Die Fraunhofer-Gesellschaft fördert die anstehenden Forschungsarbeiten mit weiteren 1,4 Millionen Euro.

Die Werner Siemens-Stiftung unterstützt herausragende Innovationen in den Lebens-, Natur- und Technikwissenschaften. Mit namhaften Beträgen fördert sie exzellente Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit ihren außergewöhnlichen Forschungsideen. »Die Photovoltaik ist eine Schlüsseltechnologie, um die Energiewende zu erreichen – der Effekt von neuen Techniken, die das Sonnenlicht noch effizienter nutzen, wäre enorm«, sagt Dr. Hubert Keiber, der Obmann des Stiftungsrats der Werner Siemens-Stiftung. »Wir sind überzeugt, dass die hocheffiziente Tandemphotovoltaik genau dazu beitragen kann.«

Das Fraunhofer ISE entwickelt seit mehr als 20 Jahren höchsteffiziente III-V Mehrfachsolarzellen. Bei diesem Zelltyp werden zwei bis sechs Teilzellen aus III‑V-Verbindungshalbleitern bzw. Germanium übereinandergestapelt, um das Sonnenlicht optimal zu nutzen. Das Institut hält in diesem Bereich zahlreiche Rekorde, insbesondere für die effizienteste Solarzelle der Welt mit 47% Wirkungsgrad sowie das effizienteste hybride Konzentrator PV-Modul mit 350 Watt/m² Leistung. Durch die hohe Effizienz lassen sich erheblich Mengen an Ressourcen und Energie in der Herstellung einsparen. Im Weltraum versorgen III-V-Mehrfachsolarzellen bereits seit mehr als 20 Jahren Satelliten zuverlässig mit Strom.