Der Fotovoltaik-Hersteller Semprius hat für seine hochkonzentrierenden Fotovoltaik-Module einen Rekord-Wirkungsgrad von 33,9 Prozent erreicht. Nun will der Siemens-Konzern, der seit Mitte 2011 an dem US-Startup-Unternehmen mit 16 Prozent beteiligt ist, die Technologie weiterentwickeln. Mitte 2012 soll die Serienfertigung der Module anlaufen.
Laut Siemens wurde der Rekordwirkungsgrad unter standardisierten Testbedingungen in einem Gemeinschaftsprojekt mit dem spanischen Instituto de Sistemas Fotovoltaicos de Concentración und der Universität Madrid gemessen. Klassische PV-Module aus mono- oder polykristallinem Silizium ohne konzentrierende Linsen erreichen heute etwa 20 beziehungsweise 16 Prozent Wirkungsgrad.
Konzentrierende PV-Module haben eine Glasabdeckung mit eingearbeiteten Linsen. Die Linsen bündeln die Sonnenstrahlen auf kleine Flächen, so dass das PV-Panel nicht vollständig aus Halbleitermaterial besteht, sondern aus einem kostengünstigen Substrat, auf dem kleine Solarzellen aufgebracht sind.
Die hochkonzentrierenden Module von Semprius basieren auf extrem kleinen Solarzellen und erreichen eine 1000-fache Konzentration der Sonnenstrahlung. Grundlage ist ein von Semprius entwickeltes Verfahren, um winzige Solarzellen kostengünstig auf das Substrat zu montieren: Statt Chip für Chip zu transferieren, überträgt ein spezielles Druckmodul bis zu 1.000 Zellen pro Arbeitsschritt. Die Solarzellen selbst basieren auf mehreren Schichten lichtabsorbierender III-V-Halbleiter wie Gallium-Arsenid. Diese Technologie erreichte im Labor bereits einen Wirkungsgrad von mehr als 40 Prozent.
Konzentrierende PV-Module können nur direkt einfallendes Sonnenlicht verarbeiten und müssen deshalb dem Sonnenstand nachgeführt werden. Die Technologie eignet sich besonders für Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung. Im Vergleich zu den ebenfalls in diesen Gegenden eingesetzten Solarthermie-Kraftwerken ermöglichen hochkonzentrierende PV-Module auch kleinere Anlagen mit weniger Leistung.
Während Semprius die Technologie der Module weiter entwickelt, steuert Siemens unter anderem Nachführungssysteme und Wechselrichter bei. Auch das Design kompletter Solarkraftwerke auf Basis der neuen Module liegt in der Verantwortung von Siemens.