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Neue Solarzelle von Rocket Lab verbessert Stromversorgung von Satelliten
Leichter und unabhängiger vom Rohstoffmarkt: Rocket Lab bringt mit IMM Apex eine neue Mehrfachsolarzelle für Satelliten in die Produktion. Nach Herstellerangaben erreicht sie zu Beginn ihrer Lebensdauer 31,5 Prozent Wirkungsgrad und besitzt eine um 40 Prozent geringere Zellmasse. Der entscheidende Unterschied liegt aber im Substrat: Die ausgelieferte Zelle kommt ohne Germanium-Substrat aus.
Long Beach (U.S.A.). Solarzellen für Satelliten müssen möglichst viel Strom aus wenig Fläche und Masse gewinnen und zugleich jahrelang Strahlung sowie starke Temperaturschwankungen aushalten. Deshalb kommen im All häufig Mehrfachsolarzellen aus mehreren Halbleiterschichten zum Einsatz. Jede Teilschicht nutzt einen anderen Bereich des Sonnenspektrums, wodurch sich Wirkungsgrade von rund 30 Prozent und mehr erreichen lassen.
Genau hier setzt IMM Apex an. Rocket Lab hat die neue Zelle Anfang September 2026 für die Produktion freigegeben. Der Hersteller nennt 31,5 Prozent Wirkungsgrad zu Beginn der Lebensdauer, eine um 40 Prozent geringere Zellmasse und eine mechanische sowie elektrische Kompatibilität mit bisherigen germaniumbasierten Raumfahrtzellen. Satellitenbauer sollen die Zelle deshalb einsetzen können, ohne ihre bestehenden Systeme grundlegend neu auszulegen.
Der Wirkungsgrad von IMM Apex ist hoch, aber kein neuer Rekord innerhalb der bisherigen Rocket-Lab-Technik. Für die ältere IMM-α nennt das Unternehmen 32,0 Prozent, für die 2022 vorgestellte IMM-β waren rund 33,3 Prozent vorgesehen. Der entscheidende Punkt bei Apex ist daher die Kombination aus hoher Effizienz, geringer Masse, bestehender Anschlusskompatibilität und dem Verzicht auf ein Germanium-Substrat.
Die geringere Masse erhöht die spezifische Leistung, also die elektrische Leistung pro Kilogramm Solarzelle. Das ist im Raumflug besonders wertvoll, weil weniger Masse gestartet werden muss oder bei gleichem Gewicht mehr elektrische Leistung zur Verfügung steht. Rocket Lab spricht deshalb von einer besonders hohen spezifischen Leistung, veröffentlicht in der aktuellen Mitteilung aber keinen konkreten Watt-pro-Kilogramm-Wert für Apex.
IMM steht für „Inverted Metamorphic Multijunction“. Bei dieser Bauweise werden mehrere Halbleiterzellen in umgekehrter Reihenfolge auf einem Wachstumssubstrat aufgebaut. Zusätzliche Pufferschichten ermöglichen Materialkombinationen mit unterschiedlichen Kristallgittern. Nach dem Wachstum wird das ursprüngliche Substrat entfernt und der aktive Halbleiterstapel auf einen leichteren Träger übertragen. Dadurch lässt sich die Zellmasse deutlich reduzieren.
Ein Technikbericht der National Aeronautics and Space Administration (NASA) beschreibt dieses Prinzip bereits für frühere IMM-Zellen und nennt für experimentelle Varianten Wirkungsgrade bis 35 Prozent unter standardisierten Weltraumbedingungen. Welche konkrete Schichtfolge und welches temporäre Wachstumssubstrat Rocket Lab bei IMM Apex verwendet, geht aus der aktuellen Produktfreigabe allerdings nicht hervor. Belegt ist nur die Herstellerangabe, dass das ausgelieferte Produkt kein Germanium-Substrat mehr benötigt.
Brad Clevenger, Präsident von Rocket Lab USA, begründet die Entwicklung vor allem mit Kosten und Versorgungssicherheit.
„Rocket Lab freut sich, diese hochmoderne Solarlösung auf den Markt zu bringen. IMM Apex liefert eine außergewöhnliche Leistung und begegnet zugleich realen Herausforderungen wie steigenden Materialkosten und Lieferkettenengpässen. Mit IMM Apex erhalten Kunden Zugang zu einem hocheffizienten, leichten und germaniumfreien Produkt, das bewährte Zuverlässigkeit mit kürzeren Produktionszeiten verbindet. IMM Apex soll die anspruchsvollsten Missionen kostengünstiger mit Energie versorgen, ohne Abstriche bei der Leistung zu machen“, erklärt Brad Clevenger.
Der Rohstoff ist für die Raumfahrtindustrie relevant, weil klassische III-V-Mehrfachsolarzellen häufig auf Germaniumsubstraten aufgebaut werden. Gleichzeitig ist die Versorgung stark konzentriert. Eine Analyse der Europäi