Fraunhofer ISE erzielt Weltrekord bei Solarmodulen und startet Forschung an hocheffizientem PV-Hybridspeicher

© Fraunhofer ISEFreiburg – Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE meldet gleich zwei technologische Fortschritte für die Energiewende. Während Forschende mit einem neu entwickelten Photovoltaik-Modul einen Weltrekord-Wirkungsgrad von 34,4 Prozent erreicht haben, startet gleichzeitig ein neues Forschungsprojekt zur Entwicklung besonders effizienter PV-Hybridspeicher mit bidirektionaler Gleichstromladung für Elektrofahrzeuge.

Das neue Rekordmodul basiert auf III-V-Germanium-Solarzellen des Unternehmens AZUR SPACE Solar Power und nutzt eine vom Fraunhofer ISE weiterentwickelte Schindel-Matrix-Technologie zur Zellverschaltung. Mit einem Wirkungsgrad von 34,4 Prozent übertrifft das Forschungsteam den erst Anfang 2026 aufgestellten eigenen Rekord von 34,2 Prozent.

Weltrekord-Modul kombiniert Weltraum-Solarzellen mit Schindel-Technologie
Die hohe Effizienz basiert auf einer Kombination aus für terrestrische Anwendungen angepassten Dreifach-III-V-Germanium-Solarzellen und einer neuartigen Modularchitektur. Bei der Schindel-Matrix-Technologie werden Solarzellen in schmale Streifen geschnitten und überlappend miteinander verbunden. Dadurch entfallen herkömmliche Zellverbinder, die aktive Flächen verschatten.

Nach Angaben des Fraunhofer ISE war der dadurch erzielte hohe Flächenausnutzungsgrad ein wesentlicher Faktor für den neuen Weltrekord. Das Modul besitzt eine Fläche von 833 Quadratzentimetern und wurde im Rahmen des Forschungsprojekts „Vorfahrt“ entwickelt. Die Antireflexstrukturen für das Frontglas stammen vom Unternehmen Temicon.

Neues Forschungsprojekt zielt auf PV-Speicher mit über 97 Prozent Wirkungsgrad
Parallel dazu hat das Fraunhofer ISE das Verbundprojekt „GaNHypeCharge“ gestartet. Gemeinsam mit Industriepartnern erforscht das Institut einen PV-Hybridspeicher, der Photovoltaikanlage, Batteriespeicher und Elektrofahrzeug über eine gemeinsame Gleichstromarchitektur koppelt.

Im Zentrum stehen Leistungselektronik auf Basis von Galliumnitrid-Halbleitern (GaN), transformatorlose Wandlerkonzepte sowie verlustarme Induktivitäten. Das Projekt strebt Systemwirkungsgrade von mehr als 97 Prozent an und soll zugleich Materialeinsatz, Kosten und Bauraum reduzieren.

„Mit dem Projekt schaffen wir die zentralen technologischen Grundlagen für die nächste Generation von PV-Speichersystemen und Ladeinfrastruktur“, erklärte Projektleiter Stefan Reichert vom Fraunhofer ISE. Ziel seien kompakte und effiziente All-in-One-Lösungen für private Energiesysteme.

Das bis Anfang 2029 laufende Forschungsprojekt wird im Rahmen des 8. Energieforschungsprogramms des Bundeswirtschaftsministeriums gefördert. Zu den Industriepartnern zählen unter anderem Infineon Technologies, Viessmann Elektronik GmbH und TÜV Süd AG.

Mit beiden Projekten adressiert das Fraunhofer ISE zentrale Herausforderungen der Energiewende: die weitere Effizienzsteigerung der Solarstromerzeugung sowie die intelligente Verknüpfung von Photovoltaik, Batteriespeichern und Elektromobilität.