Die Entwicklung der Photovoltaik ist längst noch
nicht abgeschlossen. Die Preise sinken und das äußere Erscheinungsbild
reicht heute von Textilien mit Dünnschichtzellen bis hin zu großen
Freiflächenanlagen auf Siliziumbasis. Auch bei der Technik geht es
weiter voran.
Das BINE-Projektinfo „Photovoltaik mit der Energie von tausend Sonnen“ (02/2014) [PDF 1,3 MB]
stellt Module aus Mehrfachsolarzellen vor, die mit optischen
Konzentratorsystemen kombiniert sind und der Sonne nachgeführt werden.
Dieses Konzept fokussiert das Sonnenlicht bis maximal zum Tausendfachen
und eine Rekordsolarzelle erreichte im Labor einen Wirkungsgrad von
44,7 %.
Bei einer Mehrfachsolarzelle werden Schichten
verschiedener Halbleitermaterialien übereinander gestapelt. Heutiger
Standard ist die Dreifachzelle, die aus drei Teilzellen besteht. Jede
von ihnen kann einen anderen Spektralbereich des einfallenden
Sonnenlichts in Strom umwandeln. Durch das Zusammenwirken der Teilzellen
erreicht die gesamte Zelle ihre hohe Leistung. Da die Herstellung von
Mehrfachsolarzellen aufwendig und teuer ist, werden die Zellen noch mit
fokussierenden optischen Systemen kombiniert. Dazu werden
vergleichsweise preiswerte Spiegelsysteme oder Fresnellinsen eingesetzt.
Im Ergebnis entsteht ein hocheffizientes Modul zu konkurrenzfähigen
Kosten, das sich besonders für Regionen mit einem hohen Anteil direkter
Sonneneinstrahlung eignet.
Das Forschungsprojekt wird vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme gemeinsam mit Industriepartnern durchgeführt. Mittlerweile ging auch eine industrielle Fertigungsanlage für diese Zellen in Betrieb.
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