Australische Forscher haben zusammen mit den Entwicklern von Trina Solar eine Rekordsolarzelle mit Rückseitenkontaktierung hergestellt. Die neue Zelle soll jetzt in Module verbaut und in die Serienproduktion überführt werden.
Forscher der Australian National University (ANU) in Canberra haben zusammen mit Entwicklern des Zell- und Modulherstellers Trina Solar eine rückseitenkontaktierte Solarzelle mit einer Effizienz von 24,4 Prozent hergestellt. Die Rückkontaktzelle mit ineinandergreifenden Kontakten (Interdigitated Back Contact – IBC) wurde im Labor des Zentrums für nachhaltige Energiesysteme der ANU in einer Forschungskooperation mit Trina Solar und dem Solar Energy Research Institute of Singapore (SERIS) entwickelt. Außerdem war das australische Beratungsunternehmen PV Lighthouse an der Entwicklung der Zelle beteiligt. „Dies ist bis dato der höchste, unabhängig bestätigte Wirkungsgrad für eine konventionelle IBC-Solarzelle", sagt Andrew Blakers, Direktor des Zentrums für nachhaltige Energiesysteme an der ANU Research School of Engineering. Mit dem Wirkungsgrad von 24,4 Prozent löst das chinesische-australische Forscherteam den bisherigen Rekord von 22,1 Prozent für rückseitenkontaktierte Solarzellen ab, den Entwickler von Bosch Solar in Zusammenarbeit mit dem Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) Mitte August 2013 aufgestellt haben. Das Cal Lab des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) hat den vom ANU und Trina Solar erreichten Wirkungsgrad unabhängig bestätigt.
Mehr Strom und mehr Ästhetik
Der Vorteil der kompletten Kontaktierung der Solarzelle auf der Rückseite ist die vermiedene Abschattung auf der Vorderseite durch etwaige Kontaktfinger. Damit kann das Sonnenlicht über die gesamte Zelloberfläche eindringen. Außerdem können die Kontakte sehr breit sein, da die Entwickler nicht mehr auf möglichst geringe Verschattung achten müssen. Dadurch können sie die Kontakte sehr niederohmig auslegen, was ebenfalls zum Effizienzgewinn beiträgt. Die fehlenden Kontakte auf der Vorderseite tragen zusätzlich zum ästhetischen Erscheinungsbild der Zelle bei. Denn dadurch erreicht man eine einheitlich schwarze Oberfläche. „Die Rückkontakt-Zellstruktur ermöglicht es dem Endkunden, mehr Elektrizität pro Fläche zu erzeugen und sorgt zudem für ein besonders ansprechendes Erscheinungsbild“, fasst Andrew Blakers die Vorteile zusammen.
Gute Effizienz des Moduls
Trina Solar will die bisher nur im Labormaßstab hergestellte Zelle jetzt in die Serienproduktion überführen. „Die Ergebnisse haben zur Folge, dass die Laborzelltechnologie nun für kommerzielle Zwecke weiterentwickelt werden kann“, erklärt Andrew Blakers. „Wir erwarten, dass wir durch diesen Prozess marktfähige Solarzellen mit verbessertem Wirkungsgrad erhalten, die es ermöglichen, mit Solarmodulen mehr Strom pro Fläche zu erzeugen.“ Die im Labor hergestellte Zelle kommt mit einer Kantenlänge von 125 Millimetern schon sehr nahe an die Standardkantenlänge von 156 Millimetern heran. In der Vorserienproduktion hat Trina Solar schon ein Modul mit den Zellen entwickelt, das einen Wirkungsgrad von 22 Prozent hatte. Das 72-Zellen-Modul brachte es auf immerhin 238 Watt. Die Leistung hat das National Center of Supervision and Inspection on Solar Photovoltaic Products Quality in China bestätigt. Bei der kürzeren Kantenlänge bedeutet das eine Leistung von 211 Watt pro Quadratmeter Modulfläche. Der Wert kann sich im Vergleich zu 170 bis 180 Watt pro Quadratmeter der 60-Zellen Module mit 156-Millimeter-Zellen durchaus sehen lassen. „Auch wenn sie derzeit nur im Labormaßstab verfügbar ist, wird die neue Solarzelle bald serienreif sein“, betonen die Entwickler von Trina Solar. „Wir freuen uns sehr, mit führenden Wissenschaftlern der ANU an dieser bahnbrechenden neuen Entwicklung unserer Zelltechnologie zu arbeiten“, ergänzt Pierre Verlinden, Vizepräsident und leitender Wissenschaftler bei Trina Solar. „Es handelt sich um einen Meilenstein der Solarzellenforschung. Die erstklassige Effizienz zeigt unser Engagement, Innovationen in der Photovoltaiktechnologie maßgeblich voranzutreiben. Wir setzen auf effektive Partnerschaften mit den besten Photovoltaikforschungsinstituten, die einen elementaren Beitrag zu den Durchbrüchen in Forschung und Entwicklung leisten“, betont Verlinden. (Sven Ullrich)
