Der Vorteil der Konzentrator-Photovoltaik liegt in der hohen Energie- und Materialeffizienz. Eine ausgefeilte Optik bündelt das Sonnenlicht, um es – mehr als 500-fach konzentriert – über eine winzige, nur wenige Quadratmillimeter große Solarzelle direkt in Elektrizität zu wandeln. Der Wirkungsgrad der CPV-Solarzelle liegt heute bereits über 40 Prozent. Er ist damit doppelt so hoch wie bei der klassischen Photovoltaik.
Um die gebündelte Sonnenenergie vollständig zu nutzen, muss das Licht stets millimetergenau und zugleich gleichmäßig statt punktuell auf die kleine Solarzelle geführt werden. Dabei soll eine Sekundäroptik helfen. Sie sitzt direkt auf der Zelle, wirkt wie ein Trichter und ermöglicht eine noch bessere Lichtausbeute.
Welche Materialien, Designs und Herstellverfahren sich für eine robuste und kostengünstige Sekundäroptik eignen, soll das Verbundprojekt „Konvotik“ (Konzentrierende Photovoltaik) klären. Materialkompetenz bringt dabei die Business Unit Advanced Optics und die Zentralforschung der SCHOTT AG in Mainz ein. Denn es gilt Materialien auszuwählen, die der intensiven Sonnenstrahlung dauerhaft widerstehen und zugleich eine industrielle Formgebung ermöglichen.
Automatisierungspotenziale beim Heißformgebungsprozess werden vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg, GD Optical Competence GmbH in Sinn und der IPROTec GmbH & Co. KG aus Grafenau untersucht. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg als Systemdesigner wird gemeinsam mit der Concentrix Solar GmbH, einem Unternehmen der Soitec-Gruppe, in Freiburg die Integration und Modultests betreuen. So ist die gesamte Wertschöpfungskette im Verbund abgebildet.
Das auf drei Jahre angelegte Forschungsprojekt hat ein Volumen von 3,8 Millionen Euro und wird zu ca. 50 Prozent vom BMBF gefördert. Deutschland, das neben den USA und Australien zu den führenden Entwicklungsnationen bei der CPV zählt, will durch die Stärkung von Projekt-Clustern seine Position ausbauen. Dadurch wird ein hoher Beitrag zur Zukunftsfähigkeit der Gesellschaft und der Schaffung und Sicherung von High-Tech Arbeitsplätzen geleistet.
