Hierzu wird jede einzelne Schicht der komplexen Mehrfachsolarzellen noch einmal weiter optimiert und prozesstechnologische Verbesserungen an den Metallkontakten sowie verbesserte Antireflexionsschichten eingebaut. Nun gelang dem Projektteam ein erster Durchbruch: Ihre neueste Solarzelle erzielt einen Wirkungsgrad von 47,6 % unter konzentriertem Sonnenlicht.
„Wir sind begeistert von diesem Ergebnis, welches nur ein Jahr nach der Eröffnung unseres neuen Zentrums für höchsteffiziente Solarzellen erzielt werden konnte“, sagt Dr. Frank Dimroth, Abteilungsleiter für III-V Photovoltaik und Konzentrator-Technologie am Fraunhofer ISE.
Die Schichtstruktur der neuen Solarzelle wurde bereits 2016 gemeinsam mit der französischen Soitec AG entwickelt, einem Designer und Hersteller innovativer Halbleitermaterialien. Es handelt sich hierbei um eine obere Tandemsolarzelle aus Gallium-Indium-Phosphid (GaInP) und Aluminium-Gallium-Arsenid (AlGaAs), die von Soitec auf eine untere Tandemsolarzelle aus Gallium-Indium-Arsenid-Phosphid (GaInAsP) und Gallium-Indium-Arsenid (GaInAs) gebondet wurde. Die Solarzellenschichten wurden nun im Zentrum für höchsteffiziente Solarzellen des Fraunhofer ISE mit verbesserten Kontaktschichten und einer 4-lagigen Antireflexionsschicht versehen. Hierdurch sinken Widerstandsverluste ebenso wie die Reflexion an der Vorderseite der Zelle, welche in einem breiten Spektralbereich von 300-1780 Nanometern empfindlich ist. Herkömmliche Solarzellen aus Silicium absorbieren das Sonnenlicht nur bis zu einer Wellenlänge von 1200 nm und benötigen so keine solch breitbandige Entspiegelung.
