Mit 1000 Quadratmetern modernster Laborfläche und Reinraumausstattung verfügt das neue Zentrum für höchsteffiziente Solarzellen über eine Infrastruktur, die es erlaubt, neue technologische Herausforderungen zu adressieren. Neben der Weiterentwicklung der Silicium- und III-V-Technologie liegt ein Fokus des neuen Labors auf der Kombination dieser beiden Materialien zu höchsteffizienten Tandemzellen, die zu den vielversprechendsten Zukunftstechnologien der Photovoltaik zählen. »Das neue Laborgebäude ermöglicht es uns, auch in Zukunft wegweisende neue Solarzellentypen zu entwickeln und mit innovativen Prozessen und Technologien zur Wettbewerbsfähigkeit der wieder im Aufbruch befindlichen deutschen und europäischen Photovoltaik-Industrie beizutragen«, so Institutsleiter Prof. Andreas Bett. »Gleichzeitig ist dies ein wichtiger Meilenstein für die deutsche und europäische Technologie-Souveränität. Wir danken dem Bundesforschungsministerium und dem Land Baden-Württemberg sehr für ihre Unterstützung. «

Photovoltaik ist neben Wind die zentrale Säule der Energiewende, und sie hat in den vergangenen Jahrzehnten eine rasante technologische Entwicklung erfahren, mit einer Kostenreduktion um mehr als 90% und einer Steigerung des Modulwirkungsgrads auf heute 20 %. Das Potenzial der Technologie ist aber noch längst nicht ausgeschöpft. Mit dem Ansatz der Tandem-Photovoltaik arbeiten die Freiburger Solarforscherinnen und -forscher an der weiteren Steigerung des Wirkungsgrads. Bei Tandemsolarzellen werden mehrere Halbleitermaterialien übereinandergeschichtet, um durch die unterschiedliche Absorption der einzelnen Materialien das Sonnenspektrum noch effizienter für die Energiegewinnung zu nutzen. So ermöglicht die Tandem-Photovoltaik, eine noch höhere Energieausbeute pro Fläche und damit Einsparpotenziale bei Solarzellen- und Modulmaterialien. Damit wird die Photovoltaik noch nachhaltiger.

Das Fraunhofer ISE ist das größte Solarforschungsinstitut Europas, mit mehr als 1200 Mitarbeitenden, von denen knapp die Hälfte im Bereich der Photovoltaik forscht – der zweite große Bereich des Instituts widmet sich den systemischen Fragestellungen der Energiewende. Das Institut hält zahlreiche Rekorde für unterschiedliche Photovoltaik-Technologien: Weltrekorde, wie die jüngst veröffentlichten Wirkungsgradrekorde für beidseitig kontaktierte Silicium-Solarzellen (26,0 %) und für Tandemzellen auf Silicium (35,9 %), aber auch für eine Vierfach-Solarzelle unter konzentriertem Sonnenlicht (46 %, basierend auf einer III-V-Mehrfachzellarchitektur). »Neben diesen Wirkungsgradrekorden sind wir am Fraunhofer ISE besonders stolz auf die Entwicklung von PV-Prozesstechnologien, die der industriellen Solarzellenproduktion wichtige Impulse gegeben haben, wie z.B. der Einsatz von Lasern oder die TOPCon-Technologie« sagt Prof. Stefan Glunz, Bereichsleiter Photovoltaik – Forschung und Professor an der Technischen Fakultät der Universität Freiburg. »Diese Erfolgsgeschichte können wir jetzt mit dem neuen Laborgebäude und seiner zukunftsweisenden Infrastruktur fortsetzen«.