2014-09-01  –  2019-02-28

4.140.516,00 EUR

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE), Freiburg im Breisgau, Baden-Württemberg

0325750

Konzentrierende Photovoltaik (CPV) Zellenentwicklung [EB1031]

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)

Energie

Im Rahmen des Projekts soll ein innovatives Konzentratormodul mit einem Zielwirkungsgrad von > 36 % bis 39 % entwickelt werden. Zur Erreichung des besten Moduldesigns werden zunächst alle Komponenten einzeln betrachtet, aber letztlich als Gesamtprodukt optimiert. Schwerpunkte der Komponentenentwicklung sind Solarzellen mit 4-pn-Übergängen, Optik- und Moduldesign. Für die Optimierung werden Charakterisierungsmethoden für die Solarzellen und Optik erarbeitet. Durch den Aufstockungsantrag vom11.09.2015 sollen laufende und geplante Aktivitäten des Fraunhofer ISE im Rahmen des Projektes durch gezielte Schließung apparativer Lücken maßgeblich unterstützt werden. Durch die Investitionen können zum Einen Schichten höherer Qualität erzeugt und zum anderen Prozesse präziser gestaltet werden. Im Projekt wird eine neuartige Vierfachsolarzelle mit Galliumantimonid (GaSb) als Unterzelle hergestellt, welche ein besonders hohes Wirkungsgradpotential im Bereich von 50 % besitzt. Hierfür müssen zwei Epitaxieprozesse auf GaAs und GaSb, sowie eine Verbindungstechnologie des Waferbondens neu entwickelt werden. Für die Charakterisierung dieser Solarzellen mit mehr als 3 pn-Übergängen werden neue Messmethoden und Kalibrierroutinen etabliert. Die Solarzellen werden so entwickelt, dass sie in einem Konzentratorphotovoltaikmodul mit Cassegrainoptik eingesetzt werden können. Dieses sich am Fraunhofer ISE im Konzeptstatus befindende Design wird im Projekt zur Marktreife weiter entwickelt. Das Leistungsverhalten wird durch den Aufbau von Prototypen evaluiert. Bei einer erwarteten Solarzelleneffizienz des neuartigen Zellkonzepts von 45 % bis 47 % und einem optimierten Moduldesign, kann ein Gesamtwirkungsgrad von 36 % - 39 % erreicht werden. Die Projektlaufzeit beträgt 4 Jahre.