Fraunhofer Forscher verbessern Fassaden-Solarmodule
Freiburg - Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat die Außenfassade eines seiner Laborgebäude mit 70 Photovoltaik(PV)-Modulen ausgerüstet. Die Module stammen aus eigener Entwicklung und Pilotproduktion.
Nach Angaben des Fraunhofer ISE zeigen die neuen Module das Zusammenspiel unterschiedlicher Technologien. Unter der Bezeichnung TPedge hat das Institut gemeinsam mit Industriepartnern ein kristallines PV)Modul entwickelt, das die Folienlaminierung durch ein zeit- und kostengünstigeres Verfahren ersetzt und in diesem Projekt mit innovativen rückseitenkontaktierten Solarzellen kombiniert wurde.
Neuartige Solarzellen in Kleinserie produziert
Bereits bei der Einweihung des energieeffizienten Laborgebäudes 2013 war eine erste Kleinserie zur Veranschaulichung und Erprobung an der Fassade installiert. Jetzt wurde die Solarfassade mit den insgesamt 70 Modulen in Betrieb genommen.
Die kristallinen PV-Module basieren auf innovativer Solarzellentechnologie mit rückseitiger Kontaktierung auf der Basis des am Fraunhofer ISE entwickelten und patentierten sogenannten „High Performance Metal Wrap Through“(HIP-MWT)-Konzeptes. Die Solarzellen wurden im Photovoltaik Technologie Evaluations Center (PV-TEC) des Fraunhofer ISE in einem industrienahen Prozess entwickelt und in Kleinserie produziert. „Durch den Einsatz ausschließlich vollautomatisierter Produktionsanlagen, z. B. einer innovativen Laseranlage für die Erzeugung der Löcher (Vias) in den Silicium-Wafern, konnten wir industrielle Taktzeiten demonstrieren“, so Dr. Florian Clement, Gruppenleiter MWT-Solarzellen und Drucktechnologie. Die HIP-MWT-Solarzellen mit Rückseitenpassivierung erzielen einen Wirkungsgrad von bis zu 20,5 Prozent.
Solartechnologie: Spezielle Rückkontakt-Stringer und innovative Zell-Verkapselung
Die Solarzellen wurden mit einem patentierten Zellverbinder aus strukturierter Kupferfolie verschaltet, der die elektrischen Stringverluste auf ca. ein Prozent reduzieren kann und die mechanische Belastung der Zellen minimiert. „Die elektrische Verbindung der Solarzellen erfolgte im Module-TEC des Fraunhofer ISE auf einem speziellen Rückkontakt-Stringer, der gemeinsam mit der Firma Somont entwickelt wurde“, so Dr. Harry Wirth, Bereichsleiter Photovoltaische Module, Systeme und Zuverlässigkeit am Fraunhofer ISE.
Innovativ sei zudem die Verkapselung der verschalteten Solarzellen zwischen zwei Gläsern. Die Solarzellen sind nicht wie üblich zwischen Folien laminiert, sondern in einem Glas-Glas-Modul punktuell fixiert. Die Ränder der TPedge-Module werden mit einem thermoplastischen Material abgedichtet, ein zusätzlicher Aluminiumrahmen ist nicht notwendig. Dieser neue Modulaufbau ist ebenfalls eine Entwicklung des Fraunhofer ISE, die zusammen mit dem Partner Bystronic glass unter dem Namen TPedge entwickelt und auch durch ein Patent geschützt wurde. Diese Entwicklungen werden in verschiedenen Projekten durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.
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Die Solarzellen wurden mit einem patentierten Zellverbinder aus strukturierter Kupferfolie verschaltet, der die elektrischen Stringverluste auf ca. ein Prozent reduzieren kann und die mechanische Belastung der Zellen minimiert. „Die elektrische Verbindung der Solarzellen erfolgte im Module-TEC des Fraunhofer ISE auf einem speziellen Rückkontakt-Stringer, der gemeinsam mit der Firma Somont entwickelt wurde“, so Dr. Harry Wirth, Bereichsleiter Photovoltaische Module, Systeme und Zuverlässigkeit am Fraunhofer ISE.
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