Sharp: Hocheffiziente Solarzelle mit 44 Prozent Wirkungsgrad

Sharp hat eine Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 44,4 Prozent entwickelt. Dafür wird eine dreischichtige Stapelsolarzelle mit einer Linse eingesetzt. Das Sonnenlicht wird auf die Zelle fokussiert.

Artikel veröffentlicht am 18. Juni 2013, 8:16 Uhr, Andreas Donath

Sharps Mehrfachsolarzelle ist nur 4 x 4 mm groß. (Bild: Sharp)

Sharp hat im Rahmen des Forschungsprogramms der japanischen "New Energy and Industrial Technology Development Organization" (NEDO) eine Mehrfachsolarzelle mit drei Schichten entwickelt, die mit 44,4 Prozent den bislang höchsten Wirkungsgrad erreicht. Dieser Wert wurde am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE bestätigt. Bislang lag der Rekord mit 44 Prozent (PDF) nur leicht darunter.

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Sharps Mehrfachsolarzelle ist nur 4 x 4 mm groß. (Bild: Sharp)

Stapel- oder Mehrfachsolarzellen erreichen üblicherweise hohe Wirkungsgrade durch den Einsatz von mehreren lichtabsorbierenden Schichten, die aus Elementen wie Indium und Gallium gefertigt werden. Die unterste Schicht von Sharps Zelle besteht aus Indium Gallium Arsenid (InGaAs). Es weist eine hohe Empfindlichkeit bei längeren Wellenlängen im Infrarotbereich auf. Die mittlere Schicht ist aus Galliumarsenid (GaAs) für den nahen Infrarotbereich und die oberste besteht aus Indiumgalliumphosphid (InGaP).

Bislang wurden die Mehrfachsolarzellen aufgrund ihrer hohen Herstellungskosten fast nur im Weltraum vor allem für Satelliten verwendet. Die Fresnel-Linsen zur Konzentration des Lichts auf eine kleine Fläche des teuren Materials helfen, den Gesamtpreis niedrig zu halten. Allerdings müssen Zellen, die mit einer Linse ausgestattet sind, ständig dem Sonnenlauf nachgeführt werden, damit genügend Licht auf sie fällt. Die von Sharp entwickelte Zelle besitzt eine Oberfläche von 0,165 Quadratzentimetern.

Sharp will durch den hohen Wirkungsgrad seine neuen Solarzellen auch für terrestrische Anwendungen attraktiv machen. Ohne Konzentrator hatte Sharp bei der Dreifach-Stapelsolarzelle vor wenigen Monaten einen Wirkungsgrad von 37,7 Prozent messen können.