Das Fraunhofer‑Institut für Solare Energiesysteme ISE hat einen neuen Meilenstein erreicht: Ein III‑V‑Germanium‑Solarmodul erzielt nun einen Wirkungsgrad von 34,4 % – ein neuer Weltrekord für terrestrische Photovoltaikmodule. Möglich wurde dieser Wert durch die Kombination von Weltraum‑Solarzellen mit der Schindel‑Matrix‑Technologie, einer innovativen Verschaltungsmethode, die das Institut gemeinsam mit einem Maschinenbaupartner entwickelt.
Weltraumzellen für die Erde angepasst
Die verwendeten Solarzellen stammen vom Hersteller AZUR SPACE Solar Power und wurden ursprünglich für den Einsatz im Weltraum entwickelt. Für den terrestrischen Einsatz wurden sie an das Sonnenspektrum auf der Erde angepasst. Das vorherige Rekordmodul des ISE – mit 34,2 % Wirkungsgrad – hatte eine Fläche von 833 Quadratzentimetern und nutzte dieselbe Zelltechnologie.
Auch die Antireflexstrukturen auf dem Frontglas tragen zum hohen Wirkungsgrad bei. Sie stammen vom Unternehmen Temicon und sorgen dafür, dass mehr Licht in die Zellen gelangt.
Schindel‑Matrix‑Technologie: Effizienz durch clevere Verschaltung
Eine zentrale Rolle beim neuen Rekord spielt die Schindel‑Matrix‑Technologie. Sie ermöglicht eine besonders effiziente elektrische Verschaltung der Solarzellen und wird inzwischen auch in kommerziellen Modulen eingesetzt.
So funktioniert das Prinzip:
- Die Solarzellen werden in schmale Streifen geschnitten.
- Diese Streifen werden überlappend und seitlich versetzt angeordnet. Ähnlich wie Dachziegel oder Mauersteine.
- Elektrisch leitfähige Klebstoffe verbinden die Zellstreifen direkt miteinander.
- Dadurch entfallen klassische lötbeschichtete Kupferbänder, die sonst Teile der aktiven Zellfläche verdecken.
Das Ergebnis: Mehr nutzbare Fläche, weniger Verschattung, höhere Effizienz.
Vorteile bei Teilverschattung und wechselnden Lichtbedingungen
Die Matrixstruktur bietet einen weiteren Vorteil: Sie reagiert deutlich robuster auf Teilverschattung. Da die Zellstreifen sowohl in Reihe als auch parallel verschaltet werden können, lässt sich der Strom an nicht direkt bestrahlten Bereichen vorbeiführen. Das verbessert die Leistungsfähigkeit des Moduls unter realen Bedingungen – etwa bei Wolken, Verschmutzung oder Schattenwurf.
Ein wichtiger Schritt für Hochleistungs‑PV
Mit dem neuen Rekord zeigt das Fraunhofer ISE, wie viel Potenzial in der Kombination aus Weltraumtechnologie und innovativer Modularchitektur steckt. Solche Hochleistungsmodule sind vor allem für Anwendungen interessant, bei denen Fläche knapp ist – etwa auf Industriegebäuden, Spezialanlagen oder in der Forschung.
Der Rekord von 34,4 % ist damit nicht nur ein technischer Erfolg, sondern ein Hinweis darauf, wie schnell sich die Photovoltaik weiterentwickelt.
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Bild: Fraunhofer ISE
