Elektrisch leitfähiges Kleben von geschindelten Zellen am industriellen Stringer im Module-TEC des Fraunhofer ISE.

Bild: Fraunhofer ISE
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Klebeverfahren für Silicium-Solarzellen Leitfähige Klebstoffe verhelfen Schindeltechnologie zur Marktreife

09.01.2019

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat ein Klebeverfahren zur Verschaltung von Silicium-Solarzellen für die industrielle Produktion von Schindelmodulen entwickelt. Die Effizienz und das ästhetische Erscheinungsbild von Modulen mit Schindelzellen lassen die Nachfrage auf dem Markt aktuell stark ansteigen.

Schindelzellen lassen sich aufgrund von mechanischen Spannungen nicht konventionell verlöten. Erst durch die Klebetechnologie können zuverlässige und robuste Schindelstrings hergestellt werden. Der Klebstoff kann die thermische Ausdehnung des Modulglases bei wechselnden Umgebungstemperaturen ausgleichen und ist außerdem bleifrei.

Der Stringer der Firma Teamtechnik Maschinen und Anlagen appliziert den elektrisch leitfähigen Klebstoff im Siebdruckverfahren und verschaltet die Zellstreifen präzise. Achim Kraft, Teamleiter Verbindungstechnologie am Fraunhofer ISE, ist zuversichtlich: „Ästhetik und die hohe Leistungsdichte werden die Schindeltechnologie vor allem in der Automobilbranche und der Gebäudeintegration vorantreiben. Europäische Modulhersteller fragen vermehrt nach anwendungsspezifischen Entwicklungen und Technologiebewertungen für geschindelte Solarzellen.“

Modulfläche maximal nutzen

Die Schindeltechnik wurde bereits in den 60er Jahren erfunden. Doch erst die stark gesunkenen Kosten für Silicium-Zellen und die erfolgreiche Entwicklung leitfähiger Klebstoffe verhelfen der Schindeltechnologie nun zur industriellen Marktreife. Durch das Schindeln werden Zellzwischenräume vermieden, sodass sich die Modulfläche maximal für die Energieerzeugung nutzen lässt und ein homogenes, ästhetisches Gesamtbild entsteht.

Im Vergleich zu herkömmlichen Solarmodulen ergibt sich die höhere Moduleffizienz zum einen durch die größere aktive Modulfläche, zum anderen entstehen keine Verschattungsverluste durch aufliegende Zellverbinder. Auch die Widerstandsverluste sind durch niedrigere Stromstärken in den Zellstreifen geringer.

Diese Zelle-zu-Modul-Verluste und -Gewinne lassen sich mit dem Softwaretool SmartCalc.CTM des Fraunhofer ISE analysieren. Im Endergebnis weisen die Module im Vergleich zu konventionellen Solarmodulen bei gleicher Zelleffizienz eine bis etwa 2 Prozent (absolut) höhere Moduleffizienz auf, was auch Leistungsmessungen des Kalibrierlabors CalLab PV Modules am Fraunhofer ISE bestätigen sollen.

Spielraum bei den Einsatzgebieten

Mit den schmalen Zellstreifen können verschiedene Modulformate realisiert werden. Das schafft viel Spielraum für spezifische Anwendungen. Derzeit arbeitet das Fraunhofer ISE an der Optimierung der Klebstoffmenge und des Zelldesigns sowie an der Erschließung neuer Anwendungsfelder.

Die Entwicklungsarbeiten im Rahmen des Projekts PV-BAT400 wurden durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (FKZ 0324125) gefördert.

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