Wie das Fraunhofer CSP die Leistung von Solarmodulen steigert

Solar Montage 4Quelle: IWR

Halle (Saale) – Das Fraunhofer-Center for Silizium-Photovoltaik CSP hat eine neue Bauweise für Solarmodule entwickelt. Die Leistung soll dadurch um fünf Prozent steigen. Die nächsten Weiterentwicklungen stehen schon auf der Agenda des Instituts.

Nach Angaben des Forschungsinstituts konnte durch die veränderte Bauweise der Module eine Leistungssteigerung von 15 Watt (W) pro Modul erreicht werden. Die Forscher entwickelten die neue Bauweise im Rahmen eines einjährigen Projektes zwischen dem Solar Energie Research Institute of Singapore (SERIS) und dem Fraunhofer CSP. Im Kern handelt sich dabei um eine neue Verschaltungstechnik.

Neue Verschaltungstechnik liefert fünf Watt mehr Leistung
Dabei werden durch sogenannte Halbzellen die elektrischen Serienwiderstandsverluste in den Modulen reduziert. Um die Solarzellen vor Umwelteinflüssen zu schützten sowie deren Handhabung und Installation zu erleichtern, werden diese in Solarmodulen verschaltet und laminiert. Durch optische und elektrische Verluste kommt es dabei zu Leistungsverlusten der Module. Durch das Halbieren der Solarzellen hat das Fraunhofer CSP nach eigenen Angaben die Ströme in den Zellen und Zellverbindern reduziert, woraus eine Reduzierung des Serienwiderstandsverlustes folgt. Ein Solarmodul mit 144 halben Zellen liefert 330 W Leistung, während das entsprechende Referenzmoduls mit 72 ganzen Zellen 315 W liefert. Unter dem Strich können somit Solarmodule mit 15 W mehr Leistung hergestellt werden.

Die Leistungssteigerung von knapp fünf Prozent lässt sich dabei durch die geringeren elektrischen Verluste und eine verbesserte Optik in den Solarmodulen erklären. Über zehn Monate andauernde Ertragsmessungen im Freifeld haben demnach ergeben, dass die Module 3 Prozent zusätzliche Energie liefern.

Umsetzung in der Fertigung soll vorangetrieben werden
Als nächste Schritte werden wir den Prozess der Zellteilung noch weiter verbessern um elektrische und mechanische Schädigungen beim Teilungsprozess besser zu verstehen, damit zu minimieren und die Umsetzung in die Fertigung vorantreiben“, sagt Dr. Jens Schneider, der Leiter der Modultechnologie am Fraunhofer CSP. Bei der Herstellung der halben Solarzellen werden vollständig prozessierte ganze Zellen von der Rückseite mit einem Nanosekunden-Laser angeritzt und dann mechanisch gebrochen. „Eine weitere große Herausforderung und Chance in Halbzellenmodulen stellt das elektrische Verschaltungsdesign dar. Durch die größere Anzahl an Zellen wird es viel komplexer bietet jedoch auch Möglichkeiten die Module robuster gegen Verschattungen zu gestalten“, erklärt Schneider weiter.

Gerade in der Phase eines starken Anstieges der weltweiten PV Installation ist die Industrie an Technologien interessiert, die sich in existierende Anlagen integrieren lässt“, sagt Professor Jörg Bagdahn, Leiter des Fraunhofer CSP. Er geht davon aus, dass die Technologie sehr zügig in die industrielle Fertigung umgesetzt werden kann.

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