Neues Technologiecenter mit Produktionslinie
Fraunhofer ISE schlägt Brücke zur PV-Industrie
Auf dem Weg von der Solarzelle zum Solarmodul sinkt der Wirkungsgrad. Um diese Verluste zu minimieren und die Effizienz von Solarmodulen zu verbessern, hat das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE ein Photovoltaik Modul-Technologiecenter (MTC) aufgebaut, das eng mit der PV-Industrie kooperiert.
Das MTC bietet eine große Bandbreite an Prozess- und Analyseplattformen für Solarmodule. Diese Infrastruktur ermöglicht umfassende Produktentwicklung, Prozessentwicklung und Materialqualifizierung. Die Wissenschaftler können aus dem Laborstadium heraus den direkten Weg zu aussagekräftigen Modulstückzahlen und -formaten einschlagen. So können Zellchargen im Photovoltaik Technologie Evaluationscenter (PV-TEC) produziert und nach der Modulherstellung im TestLab PV Modules geprüft werden.
Optische Verluste entstehen durch den Zuwachs an inaktiver Fläche, durch Reflexion am Glas und durch Absorption in den Deckschichten. Hinzu kommen elektrische Verluste auf Grund von Serienwiderständen in den Zell- und Stringverbindern. Gewinne durch Einkapselungseffekte können diese Verluste nicht ausgleichen, so dass der Wirkungsgrad eines Moduls typischerweise um 10-15 % unter dem Zellwirkungsgrad liegt. Legt man einen Modulpreis von 1,60 €/Wp zu Grunde, entspricht dies einer Größenordnung von 50 € pro Modul.
Für die Untersuchung und Optimierung von Lötprozessen sowie deren Abstimmung auf neue Solarzellen nutzen die Fraunhofer-Forscher diverse experimentelle Lötplattformen. Die präzise Regelung der Lötprozesse erlaubt hochaufgelöste Parameterstudien. Als Referenz für die Prozessentwicklung und die Bemusterung mit Zellstrings dient ein vollautomatischer Tabber-Stringer. Für die Fertigung von Modulen stehen Laminatoren mit Nutzflächen bis 1700 mm x 1000 mm zur Verfügung.
Umfassende Charakterisierungen in allen Fertigungsstufen ermöglichen eine zielgenaue Produkt- und Prozessoptimierung. Am Anfang stehen Eingangsuntersuchungen an den Materialien, von der Zelle über Zellverbinder und Folien bis hin zum Glas. Die Qualität der Fügestellen kann im Photovoltaik Modul-Technologiecenter durch Benetzungsuntersuchungen, Schälprüfungen, Schliffbilder, beschleunigte Alterung und hochauflösende Röntgenaufnahmen mit einer Auflösung von 100 nm geprüft werden. Über stufenweise Charakterisierung können Leistung und Integrität der Zelle vom Lieferzustand über die Verstringung und Einkapselung bis in das beschleunigt gealterte Modul verfolgt werden. So gelingt die Eingrenzung von Fehlerquellen.
- Fraunhofer ISE schlägt Brücke zur PV-Industrie
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