Quelle: www.ise.fraunhofer.de
Für die industrielle Fertigung von Schindelmodulen hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg ein spezielles Klebeverfahren entwickelt, um Siliziumsolarzellen miteinander zu verbinden. Die Marktnachfrage nach Schindelmodulen steigt aufgrund ihrer hohen Effizienz und ansprechenden Ästhetik rasant. Der Zellstringer am Fraunhofer ISE ist einzigartig in Deutschland. Es bietet vielfältige Möglichkeiten für die Prototypenfertigung dieses hocheffizienten Moduls.
Aufgrund mechanischer Belastungen können Schindelzellen nicht wie herkömmliche Zellen gelötet werden. Mit der Klebetechnologie ist es nun erstmals möglich, zuverlässige und robuste Schindelzellenstränge herzustellen. Der Kleber gleicht nicht nur die Wärmeausdehnung des Glases durch wechselnde Umgebungstemperaturen aus, sondern ist auch bleifrei. Der Zellstringer der Firma teamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH trägt den elektrisch leitfähigen Klebstoff, kurz ECA, im Siebdruckverfahren auf und verbindet die Zellen hochpräzise. Achim Kraft, Leiter des Teams Interconnection Technologies am Fraunhofer ISE, ist positiv: „Die Ästhetik und die hohe Leistungsdichte werden die Schindeltechnologie vor allem in der Automobilindustrie und für gebäudeintegrierte Anwendungen vorantreiben. Europäische Modulhersteller fragen zunehmend nach anwendungsorientierten Entwicklungen und Technologiebewertungen für Schindelsolarzellen.“
Die Schindeltechnologie wurde in den 1960er Jahren entwickelt. Erst mit dem drastischen Rückgang der Siliziumsolarzellenkosten und der erfolgreichen Realisierung von Leitklebern wurde jedoch die Marktreife der Technologie erreicht. Durch die Schindelung verschwinden die Zwischenräume zwischen den Zellen, wodurch die mögliche Modulfläche zur Stromerzeugung maximiert und dem Modul ein homogenes, ästhetisches Erscheinungsbild verliehen wird. Der höhere Wirkungsgrad von Schindeln im Vergleich zu herkömmlichen Modulen liegt zum einen an der größeren aktiven Fläche des Moduls und zum anderen daran, dass die Schattenverluste durch konventionelle SMD-Zellverbinder vermieden werden. Auch die Widerstandsverluste sind wegen der geringeren Stromdichten in den Zellstreifen geringer. Die Cell-to-Module (CTM)-Verluste und -Gewinne können mit SmartCalc.CTM, einem am Fraunhofer ISE entwickelten Softwarepaket, detailliert analysiert werden. Endergebnisse zeigen, dass die Schindelmodule Modulwirkungsgrade aufweisen, die um ca. 2 Prozent (absolut) höher sind als bei herkömmlichen Modulen bei gleichem Zellwirkungsgrad. Diese Ergebnisse wurden durch Leistungsmessungen im Kalibrierlabor CalLab PV Modules des Fraunhofer ISE bestätigt.
Mit den kleinen Zellstreifen lassen sich unterschiedliche Modulformate realisieren, wodurch eine große Vielfalt an Möglichkeiten für spezifische Anwendungen entsteht. Aktuell arbeiten die Experten des Fraunhofer ISE an der Optimierung des Klebstoffeinsatzes, des Zelldesigns sowie an der Erschließung neuer Anwendungsgebiete.
