Photovoltaik-Rekord: Sharp entwickelt Mehrschicht-Solarzelle mit weltweit höchstem Wirkungsgrad; Triple-Junction-Technologie kommt auf 35,8 Prozent

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“Die Effizienzsteigerung bei Mehrschicht-Solarzellen von bisher 31,5 auf 35,8 Prozent ist ein großer Erfolg und ein weiterer Meilenstein bei der Optimierung der Solartechnologie”, so Peter Thiele, geschäftsführender Vizepräsidnt von Sharp Energy Solution Europe. Im Gegensatz zu Solarzellen auf Siliziumbasis, dem heute gängigsten Solarzellentyp, nutzt die Mehrschicht-Solarzelle Licht absorbierende Halbleiterschichten. Diese Schichten bestehen aus Verbindungen von zwei oder mehr Elementen wie Indium und Gallium und werden hauptsächlich zur Energieversorgung von Weltraumsatelliten verwendet. Seit 2000 hat Sharp die Forschung und Entwicklung an einer Mehrschicht-Solarzelle in Triple-Junction-Technologie vorangetrieben, die durch drei Licht absorbierende Halbleiterschichten einen besonders hohen Wirkungsgrad erreicht.
Licht absorbierende Schichten optimiert; Indiumgalliumarsenidschicht mit sehr hohem Wirkungsgrad
Um den Wirkungsgrad der Mehrschicht-Solarzellen mit Triple-Junction-Technologie zu steigern, muss die Kristallinität – das heißt die Regelmäßigkeit der Atomanordnung – in jeder der drei Licht absorbierenden Schichten optimiert werden. Auch das Material der einzelnen Schichten ist entscheidend, um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen. Bei konventionellen Zellen dient Germanium (Ge) als untere Schicht, da es einfach zu verarbeiten ist und viel Solarstrom produziert. Ein Großteil dieses Stroms geht dabei jedoch verloren, ohne effektiv in elektrische Energie umgesetzt zu werden. Der Einsatz von Indiumgalliumarsenid (InGaAs) löst dieses Problem, da dieses Material Licht mit einem sehr hohen Wirkungsgrad in Elektrizität umsetzt. Der Fertigungsprozess für hochwertiges InGaAs mit hoher Kristallinität ist jedoch sehr komplex.

InGaAs-Schicht mit hoher Kristallinität steigert Effizienz auf 35,8
Sharp gelang es nun, mit der Nutzung unternehmenseigener Technologie eine InGaAs-Schicht mit hoher Kristallinität zu fertigen. Der Anteil bislang verloren gegangener Energie konnte auf diese Weise minimiert und der Wirkungsgrad von 31,5 auf 35,8 Prozent gesteigert werden, berichtet das Unternehmen. Diesen Durchbruch erzielte Sharp im Rahmen einer Initiative für Forschung und Entwicklung, die von der japanischen NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization) unter dem Motto “R&D on Innovative Solar Cells” gefördert wurde.

Solar-Innovationen seit 1959
Sharp will auf diesem Erfolg aufbauen, um auch in Zukunft den Wirkungsgrad von Solarzellen zu erhöhen und die Technologie weiterzuentwickeln. Sharp hat bereits ein halbes Jahrhundert Erfahrung in der Photovoltaik: Seit der ersten Entwicklung von Solarzellen 1959 hat das Sharps Erfahrung und Engagement eine Solar-Innovation nach der anderen hervorgebracht. Mit mono- und polykristallinen Solarmodulen, Dünnschichtmodulen und Mehrschichtsolarzellen hat Sharp verschiedene Photovoltaiktechnologien im Portfolio.

28.10.2009 | Quelle: Sharp Energy Solution Europe | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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