LONDON (IT BOLTWISE) – Das US-Energieministerium startet eine 12-Millionen-US-Dollar-Förderchance für Raumfahrt-Solarzellen. Gefragt sind Herstellungsverfahren und Zellentypen, bei denen nicht der Preis pro Watt dominiert, sondern Masse, Strahlungsfestigkeit und Lebensdauer. Die Ausschreibung adressiert besonders III-V-, kristalline Silizium- und Perowskit-Ansätze sowie Effizienz- und Haltbarkeitsziele bis über zehn Jahre Missionsdauer. Parallel läuft die Planung unter einem verschärften Lieferkettenrisiko: Der Exportstopp kritischer Rohstoffe soll nach Angaben im Dokument am 27. November 2026 wieder ansetzen.
Das Raumfahrt-PV-Thema (Photovoltaik) bekommt in den USA neuen Rückenwind, weil das Energieministerium die Lücke zwischen Laborerfolg und skalierbarer Produktion adressieren will. Im Kern geht es nicht um „noch ein Rekordwert“ bei der Zell-Effizienz, sondern um die Parameter, die in der Raumfahrt den Ausschlag geben: Masse pro Watt, Belastbarkeit gegen Strahlung sowie eine reproduzierbare Haltbarkeit über lange Missionsdauern. Genau deshalb formuliert die Ausschreibung den Schwerpunkt auf Herstellbarkeit und Robustheit und stellt die Kosten-Nische in den Hintergrund – „cost per watt“ ist zwar wichtig, aber nicht der dominierende Engpass, wenn das gesamte System im Flug optimiert werden muss.
Finanziell ist das Vorhaben klar umrissen: Die Förderung umfasst sieben bis elf Projekte und läuft über zwei Themenstränge. Insgesamt stellt die zuständige Einheit des DOE eine Finanzierungsmöglichkeit in Höhe von 12 Millionen US-Dollar bereit, aufgeteilt in einen Track für „Next-generation Cell Innovation“ mit erwarteten 8 Millionen US-Dollar (fünf bis neun Awards) sowie einen zweiten Track „Rapid Production and Demonstration“ mit erwarteten 4 Millionen US-Dollar (zwei bis drei Awards). Während Track 1 auf Zellinnovationen im Labor zielt, liegt der Fokus in Track 2 auf schnellen Fertigungsprozessen und dem Nachweis der Modul-Leistung durch unabhängige Tests in Raum- oder Near-Space-Umgebungen. Die Laufzeit soll bis zu drei Jahre betragen, mit Einsendeschluss am 8. Oktober 2026 um 11:59 Uhr ET und einer Auswahlphase, deren Ergebnisse für Dezember 2026 erwartet werden.
Technisch wird die Auswahlentscheidung über sehr konkrete Zielkorridore geführt, die sich je Technologieklasse unterscheiden. Bei III-V-Zellen nennt das Dokument Anforderungen an Substrat-Reuse: Die Zellen sollen weiterhin mindestens 27% Zellwirkungsgrad erreichen und nach mehreren Wafer-Reuses noch eine Ausbeute (Yield) von über 95% aufweisen – explizit nach fünf Wiederverwendungen der Wafer. Für kristallines Silizium (c-Si) wird ein Strahlungsschutz- und Alterungskriterium vorgegeben: Die Zellen sollen mindestens 80% der Peak-Power-Leistung am Anfang des Lebens nach Missionen mit mehr als zehn Jahren Laufzeit behalten, auch bei „hochstrahlungsreichen“ Umlaufbahnen. Parallel wird ein weiterer c-Si-Fokus erwähnt: dünne Wafer-Zellen mit bis zu 23% Effizienz unter Air-Mass-Zero-Bedingungen. Bei Perowskiten verschiebt sich der Schwerpunkt auf Tandem- und Multijunction-Designs über 30% Effizienz, allerdings nicht „unter idealen Laborbedingungen“ allein, sondern mit Blick auf thermische Zyklen, UV-Belastung, atomaren Sauerstoff sowie Feuchte-Lagerung.
Dass die Behörde diese Auswahl so eng fasst, ist auch eine Reaktion auf reale Lieferketten- und Kostenstrukturen. In der Ausschreibung heißt es, dass Raumfahrt-Solarzellfertigung bei der Nutzung kritischer Ressourcen ineffizient sei – besonders bei Gallium und Germanium, die laut Dokument jeweils weniger als 1 kt jährlicher globaler Produktion aufweisen. Hinzu kommt eine geopolitisch geprägte Risikokurve: China habe im Dezember 2024 den Export von beiden Metallen in die USA untersagt, wobei die im Dokument genannte Wiederaufnahme bzw. Fortsetzung des Exportverbots am 27. November 2026 starten soll – sieben Wochen nach Ende dieser Ausschreibung. Damit verknüpft das DOE den technologischen Anspruch direkt mit Industrie-Robustheit: Wer Materialeinsatz und Ausbeute verbessert und die Fertigung automatisierbarer macht, kann die Gesamtkosten perspektivisch drücken und gleichzeitig die Versorgungssicherheit erhöhen.
Für Unternehmen und Forschungsteams ist außerdem die Art der Umsetzung entscheidend. Das DOE signalisiert ausdrücklich Interesse an fortgeschrittenen, raumtauglichen PV-Technologien sowie an spezialisierten Teams für PV-Charakterisierung und Stress-Testing. Darüber hinaus werden Industrieverbünde gesucht, die bereits nahe-kommerzielle, „pilot-scale“ Lösungen vorantreiben – inklusive Testpartnerschaften und der Fähigkeit, PV-Prototypen oder Panels tatsächlich flugnah oder im Orbit zu demonstrieren. Diese Betonung von Drittvalidierung in Track 2 wirkt wie ein Verschiebepunkt: Nicht nur neue Zellen zählen, sondern auch, ob sich Modulprototypen mit verlässlichen Messungen in realistischen Umgebungen reproduzierbar betreiben lassen. Damit wird MLOps-ähnliche „Operationalisierung“ der PV-Entwicklung in der Praxis erzwungen, auch wenn das Programm nicht explizit in KI-Begriffen argumentiert.
Ein weiterer Baustein ist die Einbettung in die nationale „Space Superiority“-Ausrichtung. Aus strategischer Sicht ist das nachvollziehbar: Wer Energieversorgung im All resilienter gestalten will, braucht Technologie, die unabhängig von einzelnen Lieferantenketten funktioniert und die Produktionsschritte weniger materialintensiv macht. Gerade bei III-V-Systemen adressiert das Dokument ein bekanntes Spannungsfeld: Die Zellen gelten als zuverlässig und sollen in der Raumfahrt bereits 15 Jahre oder länger halten, sind aber laut Ausschreibung weiterhin teuer – über „100-mal“ die Kosten terrestrischer Technologie. Genau hier setzt die Forderung nach schnelleren, besser automatisierbaren Fertigungsprozessen an, weil skalierte Produktion die Stückkosten senken kann und damit die Chance steigt, dass Raumfahrt-PV von Spezialhardware zu häufiger eingesetzter Energieinfrastruktur wird.
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