Fraunhofer ISE eröffnet neues Labor für Hochleistungs-Solarzellen der Zukunft
Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat ein neues Forschungslabor eröffnet, das die Markteinführung von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen deutlich beschleunigen soll. Das sogenannte „Pero-Si-SCALE" steht der deutschen und europäischen Photovoltaikindustrie als unabhängige Forschungs- und Entwicklungsinfrastruktur zur Verfügung. Solarzellen- und Modulhersteller können dort neue Zelldesigns in industrienahen Prozessen auf große Zellformate hochskalieren, analysieren und in PV-Module integrieren.
Quantensprung bei der Effizienz
Das Prinzip der Tandemtechnologie ist bestechend: Durch das Aufbringen einer nur 500 Nanometer dünnen Perowskit-Schicht auf eine herkömmliche Silizium-Solarzelle steigt das theoretische Wirkungsgradlimit von 29,4 auf 43,3 Prozent – ein enormer Sprung gegenüber konventioneller Technologie.
Im Labormaßstab hat das Fraunhofer ISE mit seiner sogenannten „Hybrid-Route" – einer Kombination aus Vakuum- und nasschemischen Prozessen – bereits Spitzenwirkungsgrade von über 33 Prozent erzielt. Der entscheidende Vorteil dieser Methode: Es können weiterhin normale, texturierte Silizium-Solarzellen aus der Industrie verwendet werden, was den Anschluss an bestehende Produktionsprozesse erleichtert.
Von der Forschung in die Fabrik
Das Pero-Si-SCALE überführt Zelldesigns aus dem Labor (Technologiereifegrad TRL 1–4) in industrielle Formate bis zur Wafergröße von 210 × 210 mm. „Die neue Laborinfrastruktur baut auf 20 Jahren Erfahrung in der industrienahen Entwicklung von Silizium-Photovoltaik auf", erklärte Priv.-Doz. Dr. Ralf Preu, Bereichsleiter Photovoltaik am Fraunhofer ISE.
Prof. Dr. Stefan Glunz betonte: „Die Photovoltaik ist noch lange nicht ‚auserforscht'. Tandemsolarzellen sind der entscheidende Hebel für noch mehr Effizienz – das bedeutet mehr Solarenergie auf kleinerer Fläche und mit geringerem Materialeinsatz."
Chance für Europas Solarindustrie
Die neue Infrastruktur kommt zu einem strategisch wichtigen Zeitpunkt: Die europäische Solarindustrie steht unter massivem Druck durch chinesische Wettbewerber. Institutsleiter Prof. Dr. Andreas Bett sieht in der Perowskit-Technologie daher eine echte Wiedereintrittschance. „Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen bieten eine Chance für einen (Wieder-) Einstieg in eine europäische, industrielle PV-Fertigung. Bei der Photovoltaik-Forschung sind wir auf internationalem Spitzenniveau – und das kann und sollte den hiesigen Industriepartnern den Rücken stärken."
Auch der Maschinenbau profitiert. Pia von Ardenne, Geschäftsführerin der VON ARDENNE GmbH, sieht für Anlagenhersteller die Chance, mit Hochdurchsatz-Vakuumbeschichtungsanlagen weltweit eine Spitzenposition zu erreichen: „Ich freue mich, dass unsere Vakuumbeschichtungsanlagen am Fraunhofer ISE dazu beitragen, industrienahe Forschung auf höchstem Niveau durchzuführen."
