Wenn du bei Solarmodulen an China denkst, liegst du nicht falsch. Ein Großteil der Produktion läuft dort. Und trotzdem wird in Deutschland weiter geforscht, getüftelt und produziert. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg meldet nun das effizienteste Solarmodul der Welt. Entscheidend ist dabei nicht nur die Prozentzahl, sondern die Frage, wie nah das Ganze an echter Anwendung ist.
Nicht die Zelle, sondern das Modul zählt
Rekorde sind in der Photovoltaik fast schon Alltag. 2023 erreichte eine Silizium-Gallium-Stapelzelle aus Freiburg beeindruckende 36,1 Prozent Wirkungsgrad. Ein Laborwert, der weltweit Beachtung fand. Jetzt liegt der neue Spitzenwert bei 34,2 Prozent. Klingt zunächst nach Rückschritt. Ist es aber in Wahrheit nicht, im Gegenteil. Denn diesmal geht es um ein komplettes Modul, nicht nur um eine einzelne Solarzelle im Testaufbau. Und genau das macht den Unterschied. Ein Modul ist das, was später auf deinem Dach landet. Es enthält mehrere Zellen, Verkapselung, Glas, elektrische Verschaltung. Jede zusätzliche Schicht frisst normalerweise ein Stück Effizienz. Wenn es gelingt, auf Modulebene über 34 Prozent zu erreichen, verschiebt das die Messlatte deutlich. Denn heute übliche Solarmodule pendeln in der Regel zwischen 20 und 22 Prozent an Wirkungsgrad.
III-V-Technologie: Hightech aus der Raumfahrt
Die Freiburger setzen auf sogenannte III-V-Tandemtechnologie. Dahinter steckt ein Mehrschichtaufbau aus Materialien der Hauptgruppen III und V, etwa Gallium oder Indium. Jede Schicht fängt einen anderen Teil des Lichtspektrums ein. Was die obere nicht nutzt, verarbeitet die darunterliegende. Bisher war diese Technik vor allem im All zuhause. Satelliten setzen auf maximale Energieausbeute, Kosten spielen dort eine Nebenrolle. Germanium und Gallium sind keine Schnäppchen.
Das neue Modul mit 34,2 Prozent basiert auf III-V auf Germanium. Die Glasoberfläche wurde per Nanoimprint strukturiert, um noch mehr Licht in Strom zu verwandeln. Spannend ist, dass die verwendeten Prozesse seriennah sind. Laut Projektleiterin Laura Stevens wurden Materialien und Fertigungsschritte genutzt, die der Industrie bereits vertraut sind.
Brücke zum Massenmarkt: III-V auf Silizium
Neben dem Germanium-Modul meldet das Fraunhofer ISE einen zweiten Erfolg. Ein 218 Quadratzentimeter großes III-V-auf-Silizium-Modul erreicht 31,3 Prozent Wirkungsgrad. Das klingt weniger spektakulär, ist aber strategisch enorm wichtig. Silizium ist das Arbeitstier der Photovoltaik. Günstig, etabliert, millionenfach verbaut. Wenn es gelingt, die Hightech-Schichten mit klassischem Silizium zu kombinieren, entsteht eine Brücke zwischen Raumfahrttechnik und Hausdach. Die Freiburger haben hier bereits eine Kleinserienproduktion umgesetzt. Für die industrielle Skalierung müssen die Prozesse an der Schnittstelle der Halbleiter weiter optimiert werden. Das Know-how sei vorhanden, heißt es. Entscheidend ist nun die Nachfrage.
Warum Fläche der wahre Engpass ist
Vielleicht denkst du bei 30 Prozent plus vor allem an Zahlen. Doch in der Praxis geht es um Fläche. Dächer sind begrenzt. Parkplätze, Fassaden und Gewerbeimmobilien ebenso. Jeder Prozentpunkt mehr bedeutet mehr Leistung auf derselben Fläche. Gerade in dicht bebauten Regionen oder bei gebäudeintegrierter Photovoltaik kann das den Unterschied machen. Höhere Effizienz erlaubt kleinere Anlagen mit gleicher Leistung oder mehr Ertrag auf vorhandener Fläche. Auch für die Raumfahrt bleibt das Thema relevant. Mit dem Boom kleiner Satelliten steigt der Bedarf an leistungsfähigen, aber kostengünstigeren Modulen. Unternehmen wie Azur Space, die an dem Projekt beteiligt sind, sehen hier ein wachsendes Marktsegment.
Der eigentliche Fortschritt liegt im Prozess
Der vielleicht wichtigste Punkt ist weniger die Zahl als der Weg dorthin. Das Fraunhofer ISE arbeitet seit rund 40 Jahren an III-V-Tandemzellen. Der aktuelle Rekord ist kein isolierter Ausreißer, sondern das Ergebnis kontinuierlicher Entwicklung. Die Module wurden mit industrienaher Ausrüstung gefertigt. Materialien und Prozesse orientieren sich an bestehenden Produktionsketten. Das verkürzt den Weg von der Versuchsanlage zur Fabrikhalle.
Ob und wann du solche Module tatsächlich kaufen kannst, ist offen. Massenverfügbarkeit hängt von Skalierung, Kosten und Marktinteresse ab. Doch dieser Rekord ist kein luftiger Laborwert. Er ist ein Schritt Richtung Realität. Und genau das macht ihn so spannend. Insbesondere wenn wir uns daran erinnern, dass europaweit Fabriken für die Massenfertigung solcher Solarmodule entstehen sollen. Die perfekte Solarzelle aus Europa könnte damit noch nicht abgeschrieben sein.
