Solarzellen: Mitsubishi knackt Wirkungsgrad-Rekord

Mit einem Wirkungsgrad von 18,6 Prozent bei einer multikristallinen Siliziumsolarzelle hat Mitsubishi Electric seine eigene Bestmarke um 0,6 Prozent überboten.

Den höheren Wirkungsgrad erreichte das Unternehmen durch drei technische Neuentwicklungen bei der Herstellung. Mitsubishi setzt bei der neuen Photovoltaik-Zelle erstmals eine Oberfläche ein, die wabenartig strukturiert ist und so weniger Licht reflektiert. Durch die Reduzierung der Oberflächenreflektionen konnte der Wirkungsgrad der Zelle erhöht werden. Die Wabenstruktur erzeugt Mitsubishi mithilfe von Lasern und durch ein Nassätz-Verfahren.

Weiter konnte das Unternehmen den Wirkungsgrad dadurch steigern, dass der P-N-Übergang im kristallinen Silizium prozesstechnisch optimiert wurde. Ein schwach dotierter Emitter erhöht demnach die Lichtumwandlung und somit die Energieeffizienz der Zelle.

Ein von Mitsubishi entwickeltes Verfahren, mit dem sich Elektroden direkt auf das Silizium drucken lassen, konnte den Wirkungsgrad zusätzlich steigern. Durch die neuartigen Elektroden können die Abschattungsverluste von frontseitigen Elektroden um 25 Prozent verringert werden. Das vergrößert die zur Stromerzeugung nutzbare Fläche.

Insgesamt addieren sich diese Neuerungen zu einem Wirkungsgrad von 18,6 Prozent auf – bei multikristallinen Solarzellen in industrierelevanter Größe Weltrekord.

Zwar wurde dieser Wert schon 2004 durch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg überboten. Damals wurde bei einer multikristallinen Solarzelle ein Wirkungsgrad von 20,3 Prozent erreicht. Doch dabei handelte es sich um ein Laborergebnis bei einer Fläche von 1 cm² und die so hergestellten Solarzellen haben es bisher nicht bis zur Serienfertigung geschafft.

Mitsubishi plant, seine Solarzellen ab 2011 in Serie zu fertigen. Auf der »Photovoltaic Conference«, die im September 2008 in Spanien stattfindet, wird das Unternehmen seine Prototypen der Öffentlichkeit vorstellen.
 

Vergleich zwischen herkömmlichen Solarzellen und Mitsubishis Neuentwicklung:

Links die Neuentwicklung mit aufgerauter wabenartiger Oberflächenstruktur, rechts eine konventionelle Photovoltaikzelle.