Mehrere Experimente mit Solartechnologie haben die Effizienz von Solarzellen auf über 40 Prozent getrieben, doch bei konventionellen Silizium-Designs wird das theoretische Maximum auf 29 Prozent geschätzt. Jede Option, die die 20-Prozent-Marke überschreitet, gilt als ideal für kommerzielle Anwendungen. Die japanische Firma Kaneka hat nun eine neue Solarzelle vorgestellt, die eine Effizienz von 26,6 Prozent erreicht und damit einen neuen Rekord aufstellt.
Einer der heikelsten und kompliziertesten Aspekte bei der Einführung von Solarenergie für den Privatverbrauch sind die Kosten, insbesondere der Installationsprozess. Die Nutzer müssen genau wissen, wie lange es dauern wird, bis sich die Gesamtinvestition amortisiert, und ein guter Ausgangspunkt zur Reduzierung dieses Faktors ist die Anschaffung von Modulen mit der besten Effizienz. Experten gehen von einer Obergrenze für Siliziumzellen von etwa 29 Prozent (29,1-29,4) aus. Technisch wurde diese bereits überschritten, aber diese Prototypen erfordern weitaus exotischere Designs und Materialien, was das Kosten-Nutzen-Verhältnis wieder zunichte macht. Der Markt wird bestrebt sein, alle Optionen in Silizium optimal auszuschöpfen, und die neuesten Entwicklungen führen uns nach Japan, wo die Kaneka Corporation gerade einen neuen Rekord aufgestellt hat.
Ihre neue Solarzelle mit 180,4 Quadratzentimetern erreicht eine Effizienz von 26,6 Prozent und liegt damit einen Punkt über dem bisherigen Rekord (der von Panasonic gehalten wurde). Zunächst erreichte die Zelle 26,3 Prozent, doch eine Reihe von Optimierungen ermöglichten es den Entwicklern, zusätzliche 0,3 Prozent herauszuholen. Der Schlüssel liegt in einer proprietären Heteroübergangstechnik, die die Energiebänder minimiert, sowie in einer Reihe von niederohmigen Elektroden auf der Rückseite der Zelle, die dabei helfen, mehr Photonen zu sammeln. Die Herstellung der Zelle ist mit den verfügbaren industriellen Verfahren kompatibel, sodass diese Verbesserungen nicht im Labor verloren gehen dürften.
Dennoch ist Geduld gefragt. Es sind weitere Arbeiten und Tests erforderlich, bevor die Zellen zu einem einsatzbereiten Solarmodul zusammengesetzt werden können. Die Forschung von Kaneka wurde von der japanischen Regierung über ihre Agentur NEDO finanziert, und das nächste Ziel ist es, die Kosten weiter zu senken.
Quelle: IEEE Spectrum
