Das Fraunhofer ISE erreichte Ende November einen Rekordwert für eine Dreifachsolarzelle aus III-V-Halbleitern und Silizium. Diesen Bestwert gelang es den Freiburger nun, erneut um 0,1 Prozentpunkte zu steigern.
Das jüngste Ergebnis ist ein Wirkungsgrad von 31,3 Prozent für eine vollständig integrierte Mehrfachsolarzelle auf Silizium-Basis. Von außen betrachtet unterscheidet sich diese Solarzelle nicht von herkömmlichen Siliziumsolarzellen. Mit nur einem einfachen Vorder- und Rückseitenkontakt kann die Solarzelle ohne weiteres in gängige Photovoltaikmodule integriert werden.
Solarzellen aus Silizium dominieren heute den globalen Photovoltaikmarkt mit einem Anteil von rund 90 Prozent. Forschung und Industrie arbeiten sich damit an neuen technologischen Entwicklungsschritten an die theoretische Wirkungsgradgrenze des Halbleitermaterials Silizium heran.
Mikrometer dünne Halbleiterschichten
Die Mehrfachsolarzelle überschreitet die theoretische Wirkungsgradgrenze reiner Siliziumsolarzellen bereits: Hierfür übertrugen die Forscher nur wenige Mikrometer dünne III-V Halbleiterschichten auf Silizium. Die Verbindung gelang ihnen mittels eines aus der Mikroelektronik bekannten Verfahrens, dem direkten Waferbonden. Dabei werden Oberflächen nach einer Plasmaaktivierung im Vakuum unter Druck miteinander verbunden. Es entsteht eine Einheit, indem die Atome der III-V Oberfläche Bindungen mit dem Silizium eingehen. (nhp)
