Hahn-Meitner-Institut auf der Berliner Fachmesse „SolarEnergy 2006“

21. bis 25. Februar 2006, Messegelände unter dem Funkturm

Weltraumzellen

Ein neuer Typ Solarzellen für die Energieversorgung von Satelliten wird in Berlin am Hahn-Meitner-Institut entwickelt und auf der Messe „Solar Energy 2006“ vorgestellt: Neue flexible CIS-Zellen mit einer Titanfolie als Trägermaterial.

Die aktive Schicht der Zellen besteht aus dem Verbindungshalbleiter Kupfer-Indium-Selenid (CIS) und hat als Trägermaterial eine Titanfolie. CIS-Halbleiter haben eine hohe Lichtabsorbtion, wodurch diese aktive Schicht sehr dünn sein kann („Dünnschichtsolarzelle“). Die ebenfalls sehr dünne Titan-Trägerfolie und das CIS-Material senken das Gewicht von Raumfahrtunternehmen.

Die hochflexiblen Weltraumzellen sind bruchsicher und damit unempfindlicher gegenüber Vibrationen beim Satellitenstart. Zugleich ist das Material so strahlungsresistent, dass eine Verkapselung für den Weltraumeinsatz nicht nötig ist. Im Labor wurden für einzelne Zellen dieser neuen Technologie Wirkungsgrade von über 15 % erzielt werden – ein vielversprechendes Ergebnis.

Temperaturabhängiger Wirkungsgrad von Solarzellenmaterialien

Ein wichtiges Ziel der Solarzellenforschung ist es, die Temperaturabhängigkeit des Wirkungsgrades von Solarzellen gering zu halten. Der Wirkungsgrad einer Solarzelle gibt an, wieviel von der eingestrahlten Sonnenenergie letztlich in elektrische Energie umgewandelt werden kann.

Der Wirkungsgrad einer Solarzelle wird in der Regel unter Standardbedingungen bei einer Temperatur von 25°C bestimmt. Je nach Solarzellentyp verringert sich der Wirkungsgrad bei höheren Betriebstemperaturen in unterschiedlichem Maße. Solarzellentypen mit höheren Energielücken, wie zum Beispiel Kupfer-Indium-Disulfid (CuInS2), die am Hahn-Meitner-Institut entwickelt werden, versprechen bei diesem Verhalten Vorteile.

Ein Versuchsaufbau auf der SolarEnergy demonstriert das Forschungsziel anhand eines Vergleichs verschiedener Solarzellen mit unterschiedlichen Energielücken.

„SolarEnergy 2006“ und „bautec 2006“ Messegelände unter dem Funkturm, 21. bis 25. Februar 2006