Photovoltaik-Technologie: Perowskit-Silizium-Solarzellen in Matrix-Schindel-Verschaltung
Hersteller Oxford PV und Fraunhofer ISE kombinierten zwei Technologien in einem Photovoltaikmodul: Perowskit-Silizium-Solarzellen wurden in einer Matrix-Schindel-Anordnung verschaltet und ein Modul-Wirkungsgrad von 25,6 Prozent erreicht.
20.06.2026 – Ein neuer Ansatz in der Modultechnologie erreicht einen Wirkungsgrad von 25,6 Prozent. Dafür wurden zwei Hightech-Ansätze miteinander kombiniert: Die Perowskit-Silizium-Solarzellen des Solarherstellers Oxford PV wurden in Schindeln geschnitten, in einer Matrix-Struktur angeordnet, mit leitfähigem Klebstoff elektrisch verbunden und dann eingekapselt, wie Stefan Glunz, Bereichsleiter Photovoltaik am Fraunhofer ISE, erklärt.
Die Tandem-Module sind Glas-Glas-Module mit Randversiegelung, um die feuchtigkeitsempfindlichen Solarzellen zu schützen. Das 491-Watt Aufdach-Modul hat eine Fläche von 1,92 Quadratmetern, das großflächige, bifaziale 546-Watt Modul eine Fläche von 2,13 Quadratmetern. Beide erreichten einen Wirkungsgrad von 25,6 Prozent auf ganzer Modulgröße.
Die Tandem-Technologie und die Schindel-Verschaltung „passen technologisch gut zusammen“, konstatiert Ed Crossland, Chief Technology Officer bei Oxford PV. Aufgrund der geringeren Stromdichten der könne man die Perowskit-Silizium-Solarzellen in breitere Streifen schneiden, was die Produktivität erhöhe.
Nahaufnahme des 491-Watt Aufdach-Moduls. (Foto: Fraunhofer ISE / Jacob Forster)
Tandem-Solarzellen erreichen wesentlich höhere Spannungen und Wirkungsgrade als normale Solarzellen, der Strom ist durch die Aufteilung auf zwei Teilzellen aber geringer. Diese geringe Stromdichte ist vorteilhaft, weil dadurch die Widerstandsverluste im PV-Modul verringert werden. „Gleichzeitig ist die Klebeverschaltung der Matrix-Schindel-Technologie ein Niedertemperaturverfahren und benötigt keine Kupferverbinder“, ergänzt Crossland. Ein reduzierter Einsatz von Kupferverbindern senkt die Betriebskosten und entlastet die Modulstruktur.
Tandem-Solarzellen haben das Potenzial die Effizienz in der Photovoltaik stark zu steigern: Durch das Aufbringen einer nur wenige hundert Nanometer dünnen Perowskit-Zelle auf eine herkömmliche Silizium-Solarzelle steigt das theoretische Wirkungsgradlimit von 29,4 auf 43,3 Prozent. Die Perowskit-Silizium-Solarzellen und -module von Oxford PV werden in einer Pilot-Produktion in Brandenburg an der Havel hergestellt. Die Perowskit-Zelle wird dabei mittels Dünnschichtverfahren direkt auf eine Silizium-Heterojunction-Zelle aufgebracht.
In der Matrix-Schindel-Technologie werden die Solarzellstreifen 100 Prozent bleifrei mit elektrisch leitfähigen Klebstoffen miteinander verbunden, wobei sie wie Schindeln überlappend und zueinander versetzt angeordnet sind. Dies ermöglicht die vollständige, homogene Belegung der gesamten Modulfläche. Darüber hinaus zeichnet sich die Matrix-Schindel-Technologie durch eine hohe Toleranz gegenüber Teilverschattung aus. Der Strom kann durch die Matrix-Anordnung die verschatteten Bereiche umfließen, sodass je nach vorliegender Teilverschattung die doppelte Leistung im Vergleich zu herkömmlichen verschalteten PV-Modulen generiert werden kann.
Realisiert wurden die neuen PV-Module im Rahmen des Forschungsprojekts HoTSun, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE). pf
Kommentare
Mathias vor 3 Wochen
Wow, das BMWE fördert so geniale Ideen?
Die sind doch sonst für die Verhinderung zuständig - da hat bestimmt die Gas-Kathi noch nix mitbekommen...
Bin stolz auf unsere deutschen Technik-Schlauköpfe! Ganz großes Kino!