Forscher steigern Photovoltaik-Modulleistung auf 318 Watt

Erneuerbare Energien: Solar

Dienstag, 8. Mai 2018 um 13:35

Neben der Prozessentwicklung wurde auch an neuen Industrielösungen zum Messen der Zellen und Module gearbeitet und ein auf LED-Beleuchtung basierender Modulflasher konzipiert, aufgebaut und erprobt.

Haltbarkeit entscheidet

Um die dauerhafte Leistungsfähigkeit der im Projekt entwickelten Solarzellen zu gewährleisten, wurden Alterungseffekte der Solarzellen-Passivierung, Metallisierung und -verschaltung analysiert. Durch 200 Temperaturwechsel zwischen -40 °C und +85 °C wurden die Solarzellen im Labor künstlich gealtert und die Änderung der Leistung gemessen.

Im Projekt entwickelte Teststrukturen wurden genutzt, um die Alterungseffekte zu lokalisieren und deren Degradationsverhalten zu charakterisieren. Außerdem konnte erstmalig im Detail die Wechselwirkung zwischen Silber- und Aluminium-Metallisierung auf der Zellrückseite aufgezeigt werden.

Der Herstellungsprozess wurde ausgehend von dem Verständnis der Stromflussmuster innerhalb der Zellmetallisierung optimiert und so die Zuverlässigkeit verbessert. Durch den Wechsel von 3- zu 5-Busbar-Technologie und die Verwendung ausgewählter Aluminium-Rückseitenpasten konnte der Leistungsverlust in Bezug auf die Rückseitenmetallisierung gegenüber dem Projektbeginn um 50 Prozent gesenkt werden.

„Insgesamt war das Projekt ein voller Erfolg“, freut sich Projektkoordinator Dr. Jan-Frederik Nekarda. „Wir konnten die Herstellung von PERC-Zellen und den darauf basierenden Modulen durch das Forschungsprojekt umfangreich verbessern“.

Die intensive Zusammenarbeit von Industriepartnern und Forschungseinrichtung führte neben der Optimierung der Einzelprozesse zu einem verbesserten Zusammenspiel der einzelnen Technologien, was in einer deutlich verbesserten Haltbarkeit der Module und folglich in einem höheren Ertrag und deutlich reduzierten Stromgestehungskosten resultiert.

Beiträge der Kooperationspartner:

      • Beschichtungstechnik: MEYER BURGER
    • Lasertechnik: INNOLAS-SOLUTIONS
    • Metallisierungspasten: HERAEUS
    • Druckschablonen: FRINTRUP
    • Messtechnik: WAVELABS
    • Untersuchung von Degradationseffekten: Technische Universität Bergakademie Freiberg
    • Fließverhalten der Metallisierungspasten: Karlsruher Institut für Technologie
    • Entwicklung von Druck- und Laserprozessen; Gesamtkoordination Zellentwicklung: FRAUNHOFER ISE
    • Charakterisierung und Modulbau: FRAUNHOFER CSP

    Über Solarstromforschung

    F&E für Photovoltaik – oder kurz: Solarstromforschung – ist eine Maßnahme im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung und des Förderprogramms Photonik Forschung Deutschland. Über die Förderinitiative „F&E für Photovoltaik“ unterstützen das Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) und das Bundesforschungsministerium (BMBF) und Forschungsanstrengungen der Photovoltaik-Industrie in Deutschland über einen Zeitraum von drei Jahren mit insgesamt rund 50 Mio. Euro.

    Dabei erhalten mehr als zehn Forschungsvorhaben eine finanzielle Unterstützung für ihre bis 2017/2018 laufenden Projekte. Das Ziel der Solarstromforschung ist, Geschäftsmodelle mit Wertschöpfungsketten am Standort Deutschland im Verbund von Industrie und industrienahen Dienstleistungen voranzutreiben. Die internationale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Photovoltaik-Branche soll mittel- und langfristig gesichert und ausgebaut werden.

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