{"id":116613,"date":"2026-08-12T02:25:00","date_gmt":"2026-08-12T00:25:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=116613"},"modified":"2026-08-11T13:05:56","modified_gmt":"2026-08-11T11:05:56","slug":"silizium-photovoltaik-macht-die-stromerzeugung-im-weltraum-kostenguenstiger","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/silizium-photovoltaik-macht-die-stromerzeugung-im-weltraum-kostenguenstiger\/","title":{"rendered":"Silizium-Photovoltaik macht die Stromerzeugung im Weltraum kosteng\u00fcnstiger"},"content":{"rendered":"\n

Das amerikanische Unternehmen Source Energy und die Forschungsorganisation Fraunhofer-Institut f\u00fcr Solare Energiesystem ISE haben gemeinsam eine neue Produktreihe f\u00fcr Weltraum-Satelliten basierend auf Silizium-Solarzellen entwickelt. <\/p>\n\n\n\n

Die Photovoltaik-Module und -Fl\u00fcgel nutzen eine besondere Verschaltung f\u00fcr die Solarzellen. In Kombination mit kosteng\u00fcnstigen Silizium-Solarzellen k\u00f6nnen die Module zu deutlich geringeren Kosten gefertigt werden, als es mit der momentan im Weltraumsektor vorherrschenden III-V-Standardtechnologie m\u00f6glich ist. Die automatisierte Fertigung mit einem Schindel-Matrix-Stringer der Firma M10 Solar Equipment GmbH erm\u00f6glicht Source Energy eine Produktlieferung in weniger als sechs Monaten ab Bestellung.<\/p>\n\n\n

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\u00a9 Fraunhofer ISE (links) \/ Source Energy Company (rechts)Die Solarmodule nutzen eine Schindel-Matrix-Verschaltung f\u00fcr die Solarzellen. In Kombination mit kosteng\u00fcnstigen Silizium-Solarzellen erm\u00f6glicht dies Module zu deutlich geringeren Kosten zu fertigen. Links ein einzelnes Modul, rechts ein ganzer Fl\u00fcgel mit 108 Modulen.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Solarzellen basierend auf III-V Materialien sind derzeit der Standard f\u00fcr die Stromproduktion im Weltraum. Ihre hohen Kosten und ihre begrenzte Verf\u00fcgbarkeit stellen jedoch erhebliche Einschr\u00e4nkungen f\u00fcr kommerzielle Missionen dar, insbesondere f\u00fcr Satelliten in der erdnahen Umlaufbahn (LEO). \u00bbGemeinsam mit Source Energy haben wir daher Silizium-basierte Solarmodule f\u00fcr Weltraumanwendungen entwickelt, \u00e4hnlich denen, die auf der Erde bereits erfolgreich und kosteneffizient eingesetzt werden\u00ab, erl\u00e4utert Dr. Achim Kraft, Abteilungsleiter PV-Modultechnologien am Fraunhofer ISE.<\/p>\n\n\n\n

Die so entstandenen Solarmodule sind kompakt und leicht: Sie wiegen 64 Gramm und haben eine Fl\u00e4che von 629 Quadratzentimetern (321 mal 209 Millimeter). Die durchschnittliche Leistung der Prototypen betrug 15,6 Watt \u2013 einzelne Module erreichten 16,1 Watt\u2013 bei einem durchschnittlichen Wirkungsgrad von 18,8 Prozent (AM0 bei 25 \u00b0C). Mit einer spezifischen Leistung von 252 Watt pro Kilogramm ist das Modul damit wettbewerbsf\u00e4hig mit anderen Siliziummodulen seiner Klasse.<\/p>\n\n\n\n

Verschaltet werden die Silizium-Solarzellen mit der Schindel-Matrix-Technologie<\/a>. Die einzelnen Solarzellen werden in Streifen geschnitten und leicht \u00fcberlappend sowie versetzt zueinander wie in einem Mauerwerk angeordnet. Ein elektrisch leitf\u00e4higer Klebstoff verbindet die Solarzellen.<\/p>\n\n\n\n

Der Maschinenbauer M10 Solar Equipment GmbH hat einen industriellen Stringer f\u00fcr die Schindel-Matrix-Technologie entwickelt. Nach erfolgreicher Prototypenphase im Module-TEC des Fraunhofer ISE in Freiburg installierte Source Energy die Anlage im Juni 2026 in der eigenen Fertigung in Colorado. \u00bbAls Herzst\u00fcck der Produktion erm\u00f6glicht sie uns PV-Module f\u00fcr unter 5 Dollar pro Watt herzustellen\u00ab, sagt Bryan Mazor, CTO bei Source Energy. \u00bbDer automatisierte Fertigungsprozess macht uns nicht nur kosteng\u00fcnstiger, sondern auch deutlich schneller als dies derzeit bei III-V-PV-Produkten f\u00fcr den Weltraum der Fall ist.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

Schindel-Matrix-Design macht Solarmodule robust f\u00fcr den Weltraum<\/h4>\n\n\n\n

\u00bbDrei Eigenschaften machen die Schindel-Matrix Verschaltung perfekt f\u00fcr den Weltraum\u00ab, erkl\u00e4rt Najwa Abdel Latif, Projektleiterin am Fraunhofer ISE. \u00bbDie Resilienz gegen\u00fcber punktuellen Sch\u00e4den durch Einschl\u00e4ge kleiner Objekte im Weltraum, die Flexibilit\u00e4t im Layout und die Toleranz gegen\u00fcber extremen Temperaturunterschieden.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

Wird das Solarmodul besch\u00e4digt \u2013 beispielsweise durch einen kleinen Meteoriten oder Weltraumm\u00fcll \u2013, erm\u00f6glicht die Matrixanordnung der Solarzellen, dass der Strom einfach um den besch\u00e4digten Bereich herumflie\u00dft. Gleichzeitig lassen sich die Reihen und Spalten der Solarzellen im Layout je nach Spannungs- und Strombedarf des Satelliten flexibel anpassen.<\/p>\n\n\n\n

\u00bbDie Schindel-Matrix -Technologie ist mit Wafer-basierten Solarzellen mit Vorder- und R\u00fcckseitenkontakt, wie beispielsweise PERC oder Silizium-Heterojunction kompatibel, ohne dass die Produktionslinie angepasst werden muss\u00ab, sagt Abdel Latif. \u00bbDank des Niedertemperatur-Verbindungsverfahrens wird es auch mit der Zukunftstechnologie Silizium-Perowskit-Tandem keine Probleme geben.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

Testresultate best\u00e4tigen die Weltraum-Tauglichkeit<\/h4>\n\n\n\n

Erst einmal auf Mission ist f\u00fcr die Solarpanele eine hohe Widerstandsf\u00e4higkeit gegen gro\u00dfe Temperaturunterschiede entscheidend. Das Forschungsteam am Fraunhofer ISE w\u00e4hlte daher f\u00fcr die Modulentwicklung Werkstoffe aus, die ihre Leistung unter diesen Bedingungen erfolgreich aufrechterhalten k\u00f6nnen. Source Energy unterzog die neu entwickelten Module umfassenden Weltraumqualifikationstests und best\u00e4tigte, dass es die 25-Prozent-Qualifikationsschwelle f\u00fcr Weltraumanwendungen einh\u00e4lt: Nach sieben Jahren Betrieb im Weltraum k\u00f6nnen f\u00fcr die Module 76 Prozent ihrer urspr\u00fcnglichen Leistungsabgabe erwartet werden.<\/p>\n\n\n\n