Das CalLab des Fraunhofer ISE feiert Jubiläum

Seit 1986 vermisst das Kalibrierlabor des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE Solarzellen, seit 1991 auch PV-Module.  

Der erste Rekord war ein 1992 vermessenes Mini-Silizium-Solarmodul mit 16,4 % Wirkungsgrad, eingereicht durch die Deutsche Aerospace Aktiengesellschaft mit Bayer-Siliziumwafern. Der neuste, durch das CalLab vermessene Rekord bestätigte einem Modul von Azur Space, temicon und Fraunhofer ISE mit 34,4 % Wirkungsgrad das aktuell effizienteste Solarmodul der Welt zu sein.

„Als Kalibierlabor hat man das Privileg, die Effizienz-Entwicklung in der Photovoltaik hautnah zu begleiten“, sagt Martin Kaiser, Leiter des CalLab PV Modules. Während in den Anfängen des Labors ein kleines Silizium-PV-Modul mit 16,4 % Wirkungsgrad noch einen Rekord aufstellen konnte, sind heutige, großflächige Silizium-PV-Module schon nah am physikalisch möglichen Limit. Das letzte Silizium-Rekord-Modul, das am Fraunhofer ISE gemessen wurde, reichte das Unternehmen Longi im Jahr 2025 ein und erzielte eine Effizienz von 26,2 %.

Insgesamt 152 Messungen des CalLab PV Cells und CalLab PV Modules in den 40 Jahren Kalibrierservice des Labors bestätigten neue Effizienz-Rekorde. Die Zahlen basieren auf einer Auswertung der Solar Cell Efficiency Tables, Versionen 1 bis 68 aus den Jahren 1992 bis 2026. In einer interaktiven Graphik können Interessierte die einzelnen Werte nach Zelltyp, Fläche und Technologie filtern.

Um das physikalische Limit des Halbleiters Silizium zu übertreffen, arbeiten Forschungsgruppen weltweit daran, mehrere Teilzellen aus unterschiedlichen Halbleiter-Materialen zu kombinieren. Das CalLab kalibriert deshalb in den letzten Jahren mehr und mehr Tandem- und Mehrfachsolarzellen sowie -module. Die effizienteste Solarzelle der Welt mit 47,6 % Wirkungsgrad ist eine Vierfachsolarelle aus Gallium-Indium-Phosphid (GaInP), Aluminium-Gallium-Arsenid (AlGaAs), Gallium-Indium-Arsenid-Phosphid (GaInAsP) und Gallium-Indium-Arsenid (GaInAs). Das CalLab bestätigte den bisher ungeschlagenen Weltrekord im Jahr 2022.

„Unser Ziel ist es, jede photovoltaische Entwicklung mit verlässlichen Messwerten zu begleiten“, erklärt Dr. Jochen Hohl-Ebinger, Leiter des CalLab PV Cells am Fraunhofer ISE. „Dafür entwickeln wir immer wieder Messtechnik weiter, oft in enger Zusammenarbeit mit Messtechnik-Herstellern und arbeiten in Normungs-Gremien gemeinsam mit anderen an standardisierten Messmethoden für neue Zell- und Modularten.“ Insbesondere für die Vermessung von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen und -modulen wurden in den letzten Jahren neue Messtechnik und -methoden entwickelt. Das CalLab PV Modules setzt beispielsweise einen neuen multispektralen Sonnensimulator ein.

„Unabhängige und damit von allen Akteuren der Branche weltweit respektierte Kalibrierlabors sind essenziell für die Photovoltaik-Industrie“, sagt Prof. Dr. Andreas Bett, Institutsleiter des Fraunhofer ISE. „Ohne unparteiliche und transparent nachvollziehbare Leistungsmessungen gibt es keinen fairen Wettbewerb. Letztendlich profitieren wir davon alle.“