Fraunhofer ISE erzielt neuen Rekord für Topcon-Solarzellen mit 25,1 Prozent

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat nach eigenen Angaben einen neuen Wirkungsgradrekord für beidseitig kontaktierte Siliziumsolarzellen aufgestellt. Mit dieser in Freiburg entwickelten Tunnel Oxide Passivated Contact (Topcon)-Technologie sei nun erstmals eine Effizienz von 25,1 Prozent gemessen worden. Versehen mit einem einfachen strukturierungsfreien Rückseitenkontakt wandele dieser Solarzellentyp mehr als ein Viertel des einfallenden Sonnenlichts in Strom um. Das neue Rückseitenkonzept bietet großes Potenzial für weitere Effizienzsteigerungen, wie es beim Fraunhofer ISE heißt.

Die 25,1 Prozent seien der höchste jemals erreichte Wirkungsgrad für Silizium-Solarzellen, bei denen Metallkontakte auf Vorder- und Rückseiten aufgebracht seien. Eine Besonderheit sei zudem das neue Rückseitenkonzept mit ganzflächig passivierten Kontakten. „Bisher wurden zur Steigerung des Wirkungsgrads von Solarzellen immer komplexere Solarzellenstrukturen verwendet“, erklärt Martin Hermle, Abteilungsleiter »Hocheffiziente Siliciumsolarzellen« am Fraunhofer ISE. „Der große Vorteil an unserem Konzept ist, dass wir durch die Entwicklung einer neuartigen Rückseitenstruktur den Kontakt auf der Solarzellenrückseite ganzflächig und strukturierungsfrei aufbringen können, das heißt im Vergleich mit den momentan verwendeten hocheffizienten Solarzellenstrukturen vereinfachen wir den Herstellungsprozess und erhöhen dennoch die Effizienz der Solarzellen“, so Hermle weiter.

Viele Photovoltaik-Hersteller setzen derzeit auf PERC (Passivated Emitter Rear Cell)-Solarzellen und sind dabei ihre Produktion umzustellen. Dabei werde nur ein kleiner Teil der Rückseite kontaktiert, um die Rekombination der Ladungsträger zu minimieren. Dieses Vorgehen erfordere jedoch zusätzliche Strukturierungsschritte und führt dazu, dass der Strom über längere Wege aus der Solarzelle abgeleitet werden muss. Die Topcon-Technologie ist ein möglicher Ansatz, um diese Leistungsverluste zu reduzieren, heißt es beim Fraunhofer ISE.

Die Freiburger Wissenschaftler arbeiten seit rund drei Jahren an ihrem neuen Konzept. Ihre Forschungsarbeit wird dabei im Rahmen des Projekt „Fortes“ vom Bundeswirtschaftministerium und dem US-Energieministerium gefördert. (Sandra Enkhardt)