34,4 Prozent: Das effizienteste Solarmodul der Welt

Ein Drittel des Sonnenlichts in Strom umzuwandeln galt lange als Grenzwert moderner Solartechnologie. Das Fraunhofer-Institut für Solarenergiesysteme in Freiburg hat diesen Wert mit 34,4 Prozent nun überschritten. Es ist der höchste Wirkungsgrad, der je für ein Solarmodul weltweit gemessen wurde. Den entscheidenden Schritt gegenüber dem bisherigen Rekord von 34,2 Prozent holten die Forscher nicht aus neuen Materialien, sondern aus einer Idee, die vom Dach kommt: Solarzellen, die sich überlappen wie Schindeln und so keinen Schatten werfen.

Schindeln statt Kupferbänder

Herkömmliche Solarmodule verbinden einzelne Zellen über verzinnte Kupferbänder. Diese Bänder sammeln den Strom ab, liegen dabei aber auf dem aktiven Zellrand und überschatten einen Teil der lichtempfindlichen Fläche, ein kleiner, aber messbarer Verlust, der bei jedem konventionell verschalteten Modul entsteht. Bei hocheffizienten Zellen, die je nach Anwendung tausende Euro pro Quadratmeter kosten, schlägt jede überschattete Fläche besonders hart zu Buche.

Die Schindel-Matrix-Technologie beseitigt diesen Verlust durch ein Umdenken im gesamten Modulaufbau. Die Forscher schnitten die III-V-Germanium-Zellen von AZUR SPACE Solar Power in schmale Streifen und legten diese überlappend übereinander, so wie Dachschindeln, die das Wasser ableiten. Elektrisch leitende Klebstoffe verbinden die Streifen direkt miteinander, ohne Kupferbänder, ohne Überschattung. Die gesamte verfügbare Zellfläche nimmt Licht auf. Zusätzlich lieferte das Freiburger Unternehmen temicon Antireflexstrukturen für das Frontglas, die Reflexionsverluste weiter verringern.

Das Ergebnis: Ein 833 Quadratzentimeter großes Modul mit 34,4 Prozent Wirkungsgrad, zertifiziert und weltweit konkurrenzlos. Gegenüber dem bisherigen Rekord von 34,2 Prozent, den dasselbe Team im Februar 2026 im Forschungsprojekt "Vorfahrt" erzielt hatte, stammt die Verbesserung ausschließlich aus der optimierten Verschaltung, nicht aus besseren Zellen. Die Schindel-Matrix-Technologie hat Fraunhofer ISE bereits in eine Pilotproduktionslinie für Solardachziegel aus Silizium überführt, die 2025 in Betrieb ging. Die Verbindungsmethode ist dieselbe; die Zellen sind preiswerter.

Satellitentechnik für das Dach

Der Weg der eingesetzten Solarzellen beginnt nicht auf dem Dach, sondern im Weltraum. AZUR SPACE Solar Power in Heilbronn entwickelt seit Jahrzehnten Solarzellen für geostationäre Satelliten und Raumsonden. Im Orbit zählt jeder Quadratzentimeter. Produktionskosten spielen eine nachrangige Rolle. Die Dreifachschichtzellen aus III-V-Halbleitern und Germanium, die AZUR SPACE für die Raumfahrt produziert, erzielen deshalb Wirkungsgrade, die mit Siliziumtechnologie prinzipiell nicht erreichbar sind.

Im Forschungsprojekt "Vorfahrt", die Abkürzung steht für Kostenreduktion von III-V-Zellen und Modulen für Luftfahrt- und Fahrzeuganwendungen, adaptierte AZUR SPACE seine Weltraumzellen für das terrestrische Sonnenspektrum, das sich von dem im Orbit unterscheidet. ISE-Institutsdirektor Andreas Bett beschrieb das Anwendungsziel: Integrierte Photovoltaik für Gebäudefassaden, Fahrzeuge und spezialisierte Infrastruktur, überall wo maximale Effizienz den hohen Preis rechtfertigt, weil der Platz begrenzt ist. Dieser Markt ist nicht die Masseninstallation auf Feldern, sondern die Nische, in der Forschungseffizienz unmittelbar in Produkt übersetzbar ist.

Weltrekord aus dem Land ohne Solarfabrik

Der Freiburger Rekord steht in einem paradoxen Kontext: Deutschland ist Weltspitze in der Solarforschung, aber die Solarfertigung im Land löst sich auf.

In den ersten drei Quartalen 2025 ging die Solarmodulproduktion in Deutschland um 60,6 Prozent zurück. Meyer Burger, lange der letzte relevante europäische Hersteller hocheffizienter Module, meldete für seine deutschen Gesellschaften Insolvenz an; die Fertigung endete 2025. Solarwatt schloss sein Dresdner Werk, Aleo Solar kündigte die Einstellung der Produktion in Prenzlau an. 88 Prozent aller nach Deutschland eingeführten Solaranlagen kamen 2025 aus China. Das Land dominiert mit über 70 Prozent Weltmarktanteil die gesamte Wertschöpfungskette, von Polysilizium, wo Chinas Anteil bei rund 95 Prozent liegt, bis zum fertigen Modul.

Die Forschungsrekorde aus Freiburg ändern diese Realität kurzfristig nicht. III-V-Germanium-Module sind auf spezialisierte Hochpreissegmente beschränkt, weil die Herstellungskosten ein Vielfaches handelsüblicher Siliziummodule betragen. Die entscheidende Frage lautet, ob aus Freiburger Laborergebnissen Produktionslinien entstehen, in Deutschland oder anderswo. Die Pilotlinie für Solardachziegel ist ein Schritt in diese Richtung; ob er sich zur Serienfertigung skalieren lässt, ist offen.

Intersolar in fünf Tagen: München als Prüfstein

Das Rekordmodul geht am 23. Juni 2026 auf öffentliche Tour. Auf der Intersolar in München, Teil der weltgrößten Fachmesseplattform für Solarenergie "The Smarter E", zeigt Fraunhofer ISE das Modul bis zum 25. Juni. Die Messe gibt Aufschluss darüber, welches industrielle Interesse die Schindel-Matrix-Technologie weckt und ob sich Fertigungspartner für eine Skalierung finden.

Parallel zum Solarrekord startete Fraunhofer ISE ein Forschungsprojekt, das den nächsten Schritt in der Photovoltaik-Kette adressiert: "GaNHypeCharge" entwickelt einen hocheffizienten PV-Hybridspeicher mit bidirektionaler Gleichstromladung für Elektrofahrzeuge. Das Konsortium aus Viessmann Elektronik, Infineon Technologies, Sumida und TLK-Thermo arbeitet bis Februar 2029 an einem System, das Solaranlage, Hausakku und Fahrzeugladung direkt koppelt, über Galliumnitrid-Halbleiter, die weniger Wärme erzeugen als konventionelle Siliziumbauelemente. Förderung kommt aus dem 8. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung, Zielgröße: über 97 Prozent Systemeffizienz. Der Rekord und das neue Projekt zeigen, wohin Freiburg seinen Blick richtet: auf die Integration von Erzeugung, Speicherung und Mobilität, nicht auf Gigawatt-Fertigung.