Neue Weltrekorde bei Solarzellen-Leistung
17. Februar 2010
Tokio (JAPANMARKT) - Mit einem Wirkungsgrad von 19,3 Prozent bei einer multikristallinen Solarzelle hat Mitsubishi Electric einen neuen Weltrekord aufgestellt.
Die Steigerung um 0,2 Prozentpunkte zum bisherigen Rekord erhöht den elektrischen Output einer Zelle um rund ein Prozent von 4,16 auf 4,2 Watt.
Bei einer ultradünnen Solarzelle gleichen Aufbaus steigerten die Mitsubishi-Forscher den Wirkungsgrad auf 18,4 Prozent – ebenfalls ein neuer Weltrekord.
Erreicht wurden diese Werte nicht im Labor, sondern mit Solarzellen in handelsüblicher Industriegröße von mindestens 100 Quadratzentimetern bzw. 15 x 15 Zentimetern und einer Dicke von 20 Mikrometern.
Der Wirkungsgrad beschreibt die Menge der Sonnenenergie, die von einer Solarzelle in Strom verwandelt wird.
Die Leistungssteigerung bei multikristallinen Zellen gelang durch einen geringeren Hitzeverlust bzw. Kontaktwiderstand beim Übergang zwischen der Silizium-Scheibe und den Elektroden, indem die Scheibe vor der Formierung der Elektrode speziell behandelt wird.
Auch bei filmdünnen Solarzellen der neuesten Generation schaffte Mitsubishi Electric einen technischen Durchbruch, der die Effizienz einer 5 x 5 Millimeter großen Silizium-Zelle auf 14,8 Prozent erhöhte.
Dafür entwickelten die Wissenschaftler eine dreischichtige Zelle, deren oberste Schicht das kurzwellige Licht und deren unterste Schicht das langwellige Licht bis zum Infraroten in Strom wandelt.
Die filmdünnen Solarzellen benutzen nur 1 Prozent des Siliziums einer kristallinen Solarzelle, sind aber bislang nur eine oder zwei Schichten dick.
Schließlich hat die Firma den Stromwandler verbessert, der nun den leistungsstärksten Bereich der Solarzelle erkennt und dort den Strom abnimmt. Diese Technik bewährt sich besonders, wenn Teile eines Solarmoduls im Schatten liegen.
Schon in den letzten beiden Jahren konnte Mitsubishi Electric die Leistung von Solarzellen durch drei technische Neuheiten in der Produktion erhöhen.
Erstmals wird eine wabenartige Oberfläche eingesetzt, die weniger Licht reflektiert. Die Wabenstruktur wird durch Laser und ein Nass-Ätz-Verfahren geschaffen.
Außerdem wurde der P-N-Übergang im kristallinen Silizium prozesstechnisch optimiert. Ein schwach dotierter Emitter erhöht die Lichtumwandlung.
Außerdem werden die Elektroden direkt auf das Silizium gedruckt, was die zur Stromerzeugung nutzbare Fläche vergrößert.
Foto: Mitsubishi Electric
[...] Auch Mitsubishi Electric erhöht ihre Fertigungskapazität für Solaranlagen um das Dreifache – zunächst um 50 MW auf 270 MW und nach 2012 auf rund 600 MW. Der Konzern fällt immer wieder durch Neuentwicklungen und Effizienzrekorde auf (JAPANMARKT berichtete). [...]