Das CalLab des Fraunhofer ISE hat in vier Jahrzehnten die Leistung Tausender Solarzellen und PV-Module kalibriert. Nach Angaben des Instituts bestätigte das Labor dabei 152 Wirkungsgradrekorde. Davon entfielen 86 auf Solarzellen und 66 auf Module. Grundlage der Auswertung sind die Ausgaben 1 bis 68 der „Solar Cell Efficiency Tables“ aus den Jahren 1992 bis 2026.

Modulrekorde reichen von 16,4 bis 34,4 Prozent

Der erste in der Auswertung erfasste Rekord stammt aus dem Jahr 1992. Ein Mini-Silizium-Solarmodul der Deutschen Aerospace Aktiengesellschaft mit Siliziumwafern von Bayer erreichte damals einen Wirkungsgrad von 16,4 Prozent.

Der jüngste vom CalLab bestätigte Rekord betrifft ein Modul von AZUR SPACE, temicon und Fraunhofer ISE. Mit einem Wirkungsgrad von 34,4 Prozent ist es dem Institut zufolge derzeit das effizienteste Solarmodul der Welt. Das zuletzt am Fraunhofer ISE vermessene Silizium-Rekordmodul reichte Longi im Jahr 2025 ein. Es erreichte einen Wirkungsgrad von 26,2 Prozent.

Großflächige Siliziummodule nähern sich nach Angaben des Instituts inzwischen dem physikalisch möglichen Wirkungsgradlimit von Silizium. Forschungsgruppen kombinieren deshalb unterschiedliche Halbleitermaterialien in Tandem- und Mehrfachsolarzellen. Das CalLab kalibriert nach eigenen Angaben zunehmend solche Zellen und entsprechende Module.

Neue Messverfahren für Tandem- und Mehrfachsolarzellen

Den bislang höchsten vom CalLab bestätigten Zellwirkungsgrad erreichte 2022 eine Vierfachsolarzelle mit 47,6 Prozent. Ihre Teilzellen bestehen aus Gallium-Indium-Phosphid, Aluminium-Gallium-Arsenid, Gallium-Indium-Arsenid-Phosphid und Gallium-Indium-Arsenid. Der Rekord ist laut Fraunhofer ISE weiterhin unübertroffen.

Für neue Zell- und Modularten entwickelt das Labor auch seine Messverfahren und seine Messtechnik weiter. Dazu arbeitet es nach eigenen Angaben mit Herstellern von Messtechnik zusammen und beteiligt sich an Normungsgremien. Für Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen und entsprechende Module entstanden in den vergangenen Jahren neue Messmethoden. Das CalLab PV Modules verwendet dafür unter anderem einen multispektralen Sonnensimulator.

Vergleichbare Messwerte für den Wettbewerb

Unabhängige Kalibrierungen sollen die Leistungswerte verschiedener Zell- und Modultechnologien nachvollziehbar vergleichbar machen. „Ohne unparteiliche und transparent nachvollziehbare Leistungsmessungen gibt es keinen fairen Wettbewerb“, sagt Fraunhofer-ISE-Institutsleiter Andreas Bett. Mit der wachsenden Bedeutung von Tandem- und Mehrfachtechnologien steigen zugleich die Anforderungen an Messgeräte, Messverfahren und standardisierte Prüfbedingungen.

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