Neuer Weltrekord Multikristalline Si-Solarzelle mit 22,3 % Wirkungsgrad

Die multikristalline Silizium-Solarzelle mit 22,3 % Wirkungsgrad.
Die multikristalline Silizium-Solarzelle mit 22,3 % Wirkungsgrad.

Das Fraunhofer ISE konnte seinen erst vor wenigen Monaten erzielten Weltrekordwirkungsgrad für multikristalline Si-Solarzellen nun noch weiter verbessern.

Multikristallines Silizium hat derzeit mit rund 57 % Marktanteil den größten Anteil an der Solarmodulproduktion weltweit. In den letzten Jahren sind die Wirkungsgrade für das in der Herstellung etwas teurere monokristalline Material jedoch deutlich angestiegen, sodass der Effizienznachteil des multikristallinen Siliziums größer wurde.

Freiburger Wissenschaftlern am Fraunhofer ISE ist es nun gelungen, den erst vor wenigen Monaten aufgestellten Wirkungsgrad-Rekord für multikristallines Silizium noch einmal zu steigern und damit die Wirkungsgrad-Lücke zum monokristallinen Silizium wieder zu verkleinern. 22,3 % des auf die Rekordzelle fallenden Sonnenlichts wandelt diese in Solarstrom um; das Potenzial des Materials und der Zelltechnologie ist dabei noch nicht ausgereizt.

Für die Rekord-Solarzelle haben die Forscher hochreines Silizium des Projektpartners Wacker verwendet. Außerdem wurden gezielte Anpassungen bei der Kristallisation und bei den Zell-Prozessschritten vorgenommen.

Hierbei spielten eine optimierte Plasmatextur und die am Fraunhofer ISE entwickelte Tunnel-Oxide-Passivated-Contact-Technologie (TOPCon) für die Rückseitenkontaktierung eine wichtige Rolle. Beim TOPCon-Verfahren werden die elektrischen Kontakte strukturierungsfrei auf einer leitfähig passivierten Oberfläche der Solarzelle angebracht. Dadurch lassen sich Ladungsverluste reduzieren und Strom deutlich effizienter gewinnen.

Das Projekt »multiTOP«, in dessen Rahmen das Rekordergebnis erzielt wurde, läuft noch bis März nächsten Jahres und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi gefördert.