Fraunhofer ISE bricht Weltrekord: Solarmodul erreicht 34,2 Prozent Wirkungsgrad

Ein Solarmodul, das ein Drittel des einfallenden Lichts in Strom umwandelt, galt lange als technische Utopie. Das Fraunhofer-Institut für Solarenergiesysteme (ISE) in Freiburg hat im Februar 2026 genau das erreicht: 34,2 Prozent Wirkungsgrad an einem Tandemmodul, mehr als je zuvor an einem Solarmodul weltweit gemessen wurde. Ein zweiter Rekord folgte auf dem Fuß, ein Silizium-Tandemmodul mit 31,3 Prozent.

Was die Rekorde bedeuten

Zum Verständnis der Größenordnung: Herkömmliche Siliziumsolarzellen stoßen bei 29,4 Prozent an eine physikalische Grenze, den sogenannten Shockley-Queisser-Limit für Einfachzellen. Kommerziell verfügbare Module liegen heute bei durchschnittlich rund 24 Prozent. Das Tandemmodul des Fraunhofer ISE übertrifft die handelsüblichen Produkte also um mehr als zehn Prozentpunkte und durchbricht gleichzeitig die physikalische Decke der klassischen Siliziumtechnologie.

Der 34,2-Prozent-Rekord wurde mit einem 833 Quadratzentimeter großen Modul erzielt, das auf sogenannten III-V-Halbleiterverbindungen und Germanium basiert. Die Zellen für dieses Modul lieferte AZUR SPACE, ein deutsches Unternehmen, das auf Hochleistungsphotovoltaik für Raumfahrtanwendungen spezialisiert ist. Der zweite Weltrekord, 31,3 Prozent an einem 218 Quadratzentimeter großen Modul, entstand im Projekt Mod30plus mit Silizium-Tandemtechnologie.

Wie Tandemmodule funktionieren

Der Wirkungsgrad eines Solarmoduls ist begrenzt, weil jede Halbleiterschicht nur einen bestimmten Wellenlängenbereich des Lichts effizient absorbiert. Tandemmodule stapeln zwei oder mehr Schichten übereinander, jede optimiert für einen anderen Teil des Lichtspektrums. So kann ein größerer Anteil der einfallenden Sonnenenergie genutzt werden, als es eine einzelne Schicht je könnte.

Bei III-V-Tandemzellen kommen Verbindungshalbleiter aus Elementen der dritten und fünften Gruppe des Periodensystems zum Einsatz, etwa Galliumarsenid oder Indiumgalliumphosphid. Diese Materialien sind aufwändiger herzustellen als Silizium, erzielen aber deutlich höhere Wirkungsgrade. Bisher wurden sie vor allem in der Raumfahrt eingesetzt, wo Gewicht und Fläche teuer sind und Effizienz oberste Priorität hat.

Zwischen Labor und Markt

Die Rekordzahlen stammen aus kontrollierten Laborbedingungen. Für eine breite kommerzielle Nutzung von III-V-Tandemmodulen stehen der hohe Materialpreis und aufwändige Herstellungsprozesse der Skalierung im Weg. Fraunhofer ISE betreibt beide Projekte im Kontext von Forschungsprogrammen, die auf eine langfristige Kostenreduktion abzielen.

Silizium-Tandemzellen, wie im Mod30plus-Projekt, sind näher an einer kommerziellen Anwendung. Mehrere Hersteller arbeiten an Produktionslinien für Silizium-Perowskit-Tandemmodule, die in wenigen Jahren auf den Markt kommen könnten. Der 31,3-Prozent-Wirkungsgrad gibt der Branche einen neuen Orientierungspunkt.

Bedeutung für die Energiewende

Wirkungsgradsteigerungen haben direkte praktische Folgen. Ein Modul mit 34 statt 24 Prozent Effizienz erzeugt auf derselben Fläche 42 Prozent mehr Strom. Für dicht besiedelte Regionen, auf Dächern oder in der Agrophotovoltaik, wo Fläche knapp ist, bedeutet das erhebliche Vorteile. Die Internationale Energieagentur (IEA) hat in ihrem Weltenergiebericht 2025 Solarenergie als wichtigsten Treiber des globalen Energieumbaus identifiziert.

Fraunhofer ISE-Institutsleiter Andreas Bett sprach im Februar von einem Meilenstein, der zeige, wie weit Tandemtechnologie in der Modulform vorangeschritten sei. Die nächste Herausforderung ist die Zertifizierung der Messungen durch unabhängige Institute und die Überführung der Technologie in skalierbare Fertigungsprozesse. Das Institut rechnet damit, dass kommerzielle Tandemmodule mit Wirkungsgraden über 30 Prozent bis Ende des Jahrzehnts am Markt erhältlich sein werden.