Source Energy und Fraunhofer ISE entwickeln günstigere Silizium-Solarmodule für Satelliten
Das US-Unternehmen Source Energy und das Freiburger Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE haben siliziumbasierte Solarmodule und Solarflügel für Satelliten entwickelt. Das geht aus einer Presseinformation des Fraunhofer ISE vom 4. August hervor. Die Partner wollen damit eine kostengünstigere Alternative zu den bislang vorherrschenden III-V-Solarzellen schaffen. Das Moduldesign soll Schäden durch kleine Objekte lokal begrenzen und einen zuverlässigen Betrieb bei extremen Temperaturwechseln im Weltraum ermöglichen.
Schindel-Matrix bringt Siliziumzellen in kompakte Module
Den technischen Kern bildet eine Schindel-Matrix aus schmalen Siliziumzellstreifen. Die Entwickler ordnen diese leicht überlappend an und verbinden sie mit einem elektrisch leitfähigen Klebstoff. So entsteht ein kompaktes Modul, das bei einem Gewicht von 64 Gramm durchschnittlich 15,6 Watt liefert. Das Fraunhofer ISE ermittelte bei AM0-Bestrahlung und 25 Grad Celsius einen durchschnittlichen Wirkungsgrad von 18,8 Prozent sowie eine spezifische Leistung von 252 Watt pro Kilogramm. Für einen vollständigen Solarflügel kombiniert Source Energy 108 dieser Module. Das Fertigungsverfahren lässt sich nach Angaben des Instituts ohne Anpassung der Produktionslinie mit PERC- und Silizium-Heterojunction-Zellen nutzen und soll sich auch für Silizium-Perowskit-Tandemzellen eignen.
Günstigere Technik für anspruchsvolle Weltraumbedingungen
Bei kommerziellen Missionen in niedrigen Erdumlaufbahnen stoßen die bislang üblichen III-V-Solarzellen wegen ihrer hohen Kosten und begrenzten Verfügbarkeit an Grenzen. Source Energy und das Fraunhofer ISE setzen deshalb auf kostengünstigere Siliziumzellen und eine automatisierbare Verschaltung. Die Matrixstruktur erhöht zugleich die Widerstandsfähigkeit: Werden einzelne Zellstreifen durch Weltraummüll oder kleine Objekte beschädigt, kann der Strom die betroffene Stelle umgehen. Reihen und Spalten lassen sich außerdem an den Spannungs- und Strombedarf des jeweiligen Satelliten anpassen. Speziell ausgewählte Werkstoffe sollen die Leistungsfähigkeit auch bei extremen Temperaturwechseln erhalten, so das Institut.
Najwa Abdel Latif, Projektleiterin am Fraunhofer ISE, nannte drei entscheidende Eigenschaften: „Die Resilienz gegenüber punktuellen Schäden durch Einschläge kleiner Objekte im Weltraum, die Flexibilität im Layout und die Toleranz gegenüber extremen Temperaturunterschieden.“
Source Energy überführt Modultechnik in die industrielle Fertigung
Nach der Entwicklung der Prototypen im Module-TEC des Fraunhofer ISE hat Source Energy den Schritt in die industrielle Fertigung vollzogen. Im Juni 2026 installierte Source Energy an seinem Standort in Colorado einen industriellen Schindel-Matrix-Stringer des Maschinenbauers M10 Solar Equipment. Mithilfe der automatisierten Anlage will das Unternehmen die Module für weniger als fünf US-Dollar je Watt fertigen und in weniger als sechs Monaten ab Bestellung liefern. Damit soll die Produktion schneller und kostengünstiger laufen als bei den bislang üblichen III-V-Modulen.
Für einen mehrjährigen Einsatz im All mussten die Module außerdem ihre Widerstandsfähigkeit unter Weltraumbedingungen nachweisen. Die Qualifikationstests ergaben, dass nach sieben Jahren voraussichtlich noch 76 Prozent der ursprünglichen Leistung zur Verfügung stehen. Mit einem erwarteten Leistungsverlust von 24 Prozent bleiben die Module innerhalb der Qualifikationsschwelle von 25 Prozent für Weltraumanwendungen.
