Fraunhofer ISE poprawia rekord sprawności modułu PV na podłożu germanowym

Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE poinformował o osiągnięciu 34,4 proc. sprawności dla modułu fotowoltaicznego III-V na podłożu germanowym. Instytut określa go jako najbardziej efektywny moduł słoneczny na świecie, a poprawę wyniku wiąże przede wszystkim z optymalizacją sposobu łączenia ogniw.

Rekordowy moduł wykorzystuje ogniwa III-V germanium dostarczone przez AZUR SPACE Solar Power. Firma zaadaptowała swoją technologię potrójnych ogniw, pierwotnie rozwijaną dla zastosowań kosmicznych, do wykorzystania w naziemnych systemach fotowoltaicznych. W projekcie zastosowano także antyrefleksyjne struktury na przednim szkle, dostarczone przez temicon.

Nowy wynik poprawia wcześniejszy rekord Fraunhofer ISE z pierwszego kwartału 2026, kiedy instytut osiągnął 34,2 proc. sprawności dla modułu o powierzchni 833 cm2, opracowanego w ramach projektu Vorfahrt. Różnica 0,2 punktu procentowego może wydawać się niewielka, ale w przypadku wysokosprawnych technologii fotowoltaicznych każda kolejna poprawa jest trudna do uzyskania i wymaga ograniczania strat na poziomie całego modułu.

REKLAMA

Rozszerzając informację w zakresie samych germanowych ogniw słonecznych, należy wspomnieć, że jest to konstrukcja oparta na wielozłączowych ogniwach półprzewodnikowych. Określenie „III-V” odnosi się do materiałów z III i V grupy układu okresowego, które mogą być łączone w warstwy pochłaniające różne zakresy promieniowania słonecznego. German pełni w takiej strukturze rolę podłoża, czyli bazowej płytki, na której budowane są kolejne warstwy ogniwa. Dzięki temu zamiast jednej warstwy aktywnej, jak w typowym ogniwie krzemowym, moduł wykorzystuje potrójne ogniwa, w których kilka złączy pracuje razem w jednej strukturze.

Technologia kosmiczna w zastosowaniach naziemnych

Ogniwa III-V od lat są kojarzone przede wszystkim z sektorem kosmicznym, gdzie wysoka sprawność ma kluczowe znaczenie, a koszt technologii jest mniej istotny niż maksymalna produkcja energii z ograniczonej powierzchni. Fraunhofer ISE pokazuje jednak, że tego typu rozwiązania mogą być adaptowane także do zastosowań naziemnych. Wcześniejsze prace instytutu dobrze pokazują ten kierunek. W 2026 roku Fraunhofer ISE informował o dwóch rekordowych modułach tandemowych: III-V na germanie o sprawności 34,2 proc. oraz III-V na krzemie o sprawności 31,3 proc. Instytut wskazywał wówczas, że takie technologie mogą wypełnić lukę między konwencjonalnymi, tańszymi instalacjami dachowymi i naziemnymi a bardzo wydajnymi, ale droższymi ogniwami kosmicznymi. Szczególnie interesujące są więc zastosowania, w których dostępna powierzchnia jest ograniczona, a wysoka sprawność modułu ma większe wznaczenie niż najniższy koszt jednostkowy.

Shingle matrix zamiast klasycznych połączeń

Najciekawszym elementem nowego rekordu jest to, że poprawa sprawności nie wynika wyłącznie z samych ogniw, ale z architektury modułu. Fraunhofer ISE zastosował technologię shingle matrix, w której ogniwa są cięte na wąskie paski i układane w zachodzący na siebie, przesunięty wzór (dachówowo). Następnie łączy się je za pomocą przewodzących klejów, określanych jako ECA (z ang. electrically conducive adhesives).

REKLAMA

Takie rozwiązanie pozwala zrezygnować z tradycyjnych miedzianych taśm łączących ogniwa. W klasycznych modułach połączenia te częściowo zasłaniają aktywną powierzchnię ogniwa, powodując straty związane z zacienieniem. W module Fraunhofer ISE brak standardowych łączników zwiększa wykorzystanie powierzchni aktywnej, co było jednym z kluczowych czynników umożliwiających osiągnięcie rekordowej sprawności.

Rekord nie oznacza masowej komercjalizacji

Wynik 34,4 proc. pokazuje, jak duże znaczenie dla dalszego rozwoju fotowoltaiki ma nie tylko sama technologia ogniwa, ale też sposób budowy modułu. Fraunhofer ISE udowadnia, że nawet przy bardzo zaawansowanych ogniwach dodatkowy potencjał można znaleźć w redukcji strat optycznych i elektrycznych oraz lepszym wykorzystaniu aktywnej powierzchni.

Nie oznacza to jednak, że moduły III-V na podłożu germanowym szybko zastąpią krzemowe panele na dachach domów. To nadal technologia bardziej kosztowna i specjalistyczna, której największy sens pojawia się tam, gdzie liczy się maksymalna produkcja energii z bardzo ograniczonej powierzchni. Nowy rekord jest więc przede wszystkim sygnałem rozwoju wysokosprawnych modułów dla zastosowań niszowych i premium, a jednocześnie demonstracją rozwiązań konstrukcyjnych, które mogą inspirować kolejne generacje fotowoltaiki.