Das Projekt "Einfach-, Tandem- und Mehrfachsolarzellen aus III-V-Verbindungshalbleitern für Wirkungsgrade über 30 Prozent - 30 Plus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. In diesem Projekt wurden Solarzellen und PV Systeme mit hohen Wirkungsgraden auf der Basis von III-V-Halbleitern entwickelt. Das Arbeitsprogramm umfasste sowohl Arbeiten im Bereich der Materialherstellung, der Solarzellentechnologie der Modul- und Konzentratorsystementwicklung als auch Entwicklungen zur Computersimulation von Zellen und zur Charakterisierung von Zellen und Modulen. Wichtige Ergebnisse des Projektes waren: - Die Laborausstattung wurde so erweitert, dass mit der MOVPE-Anlage neuartige Schichtsysteme in industriekompatiblem Umfang entwickelt werden können. - Für die Computersimulation und die Charakterisierung von Einfach-, Tandem- und Mehrfachzellen wurden neue Verfahren erarbeitet. - Innovative Konzepte auf der Basis von fehlangepassten (metamorphen) Epitaxie-Schichtsystemen ermöglichten die Herstellung von Tandem-Konzentratorsolarzellen mit Rekordwirkungsgraden. So erreichten Tandemzellen aus GaInP/GalnAs bei Konzentrationen x = 500-1000 Wirkungsgrade größer als 31 Prozent. Eine Tripelzelle aus GaInP/GaInAs gestapelt auf einer GaSb-Zelle erreichte mit 33.5 Prozent bei x = 300 einen der höchsten Werte für Solarzellen überhaupt. - Außer auf GaAs-Substrat wurden auch Zellen auf Ge- und auf GaSb-Substrat mit hohen Wirkungsgraden entwickelt. - Es wurde ein wetterfest versiegeltes Konzentratormodul aus Glas mit Fresnellinsenfolien für Solarzellen unter hoher Konzentration entwickelt (FLATCON TM-Modul). Im Freilandtest wurden mit Tandemzellen bei x=500 Modul-Wirkungsgrade von 22 Prozent bis etwa 25 Prozent gemessen. - Es wurden Tracker für zweiachsige Nachführung entwickelt, auf denen Langzeittests von Konzentratormodulen vollautomatisch durchgeführt werden können. Die Nachführgenauigkeit ist kleiner 0.1 Grad. Die Fläche der Tracker betragen 10 m2 bzw. 30 m2.
Das Projekt "Wirtschaftliche Fertigungsfähigkeit für III-V Konzentratorsolarzellen (WiFerKon)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AZUR SPACE Solar Power GmbH durchgeführt. Hocheffiziente GaInP/GaAs/Ge-Tripelsolarzellen dominieren seit mehreren Jahren den Weltraummarkt und werden neuerdings auch auf der Erde in Konzentratorsystemen eingesetzt, vorzugsweise in Ländern mit viel direkter Solarstrahlung. Der hohe Wirkungsgrad und die Einsparung von teurem Halbleitermaterial durch Verwendung von vergleichsweise billiger, konzentrierender Optik bieten eine effektive Lösung für die weitere Kostensenkung von Solarstrom. Ingenieure und Wissenschaftler des AZUR SPACE in Heilbronn und des Fraunhofer ISE in Freiburg werden alle Aspekte der Fertigung und Anwendung dieser Konzentratorsolarzellen untersuchen, um am Ende des Projektes unter anderem die kostengünstige Fertigung von Solarzellen mit einem mittleren Wirkungsgrad von über 39 Prozent zu realisieren.