Energy Efficient Systems

Solarzellen ohne Wirkungsgradverlust

16. November 2020

Gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung entwickelt das Fraunhofer IISB Möglichkeiten, die Degradation von Solarzellen einzuschränken.

© Kurt Fuchs / Fraunhofer IISB
Herstellung von maßgeschneiderten Siliziumkristallen am Fraunhofer IISB für Degradationsuntersuchungen im Rahmen des ZORRO-Vorhabens. Im Bild Dr. Matthias Trempa, ZORRO-Projektkoordinator.

Die Nutzung von Solarenergie durch Photovoltaikanlagen ist fester Bestandteil der heutigen Energieversorgung. Kristalline Siliziumtechnologien nehmen dabei einen Anteil von 95 % am Photovoltaik-Weltmarkt ein. Aktuelle PERC-Solarzellen (Passivated Emitter and Rear Contact) erreichen Zellwirkungsgrade von über 22 % für monokristallines und rund 20 % für multikristallines Silizium-Basismaterial. Nach Inbetriebnahme kann dieser Wirkungsgrad jedoch nach und nach um mehrere Prozentpunkte sinken.

Grund dafür sind verschiedene Degradationsprozesse, allen voran das LeTID-Phänomen (Light and elevated Temperature Induced Degradation) – der Wirkungsgradverlust durch Beleuchtung bei erhöhter Temperatur. Ziel des Verbundprojekts »ZORRO« unter der Koordination des Fraunhofer IISB ist es, diese Degradationsphänomene zu erfassen und darauf aufbauend ein fundiertes Zero- Degradationskonzept für die industrielle Produktion von PERC-Solarmodulen zu entwickeln. Als mögliche Faktoren werden dabei Verunreinigungen sowohl bei der Herstellung des Wafermaterials als auch bei der Prozessierung der Solarzellen untersucht.

Das Fraunhofer IISB bringt in das Forschungsvorhaben seine Expertise in der Kristallzüchtung zur Herstellung gezielt verunreinigten Grundmaterials ein.