Schindeltechnik bringt Vorteile in der Photovoltaik
In der Photovoltaik könnte die Schindeltechnik vor einem Schritt zur breiten Anwendung stehen. Photovoltaische Solargeneratoren, deren Solarzellen in Schindeltechnik angeordnet sind, werden zu sogenannten Schindelstrings zusammengefasst. Wegen mechanischer Spannungen im Material liessen sich Schindelzellen nicht auf konventionelle Art verlöten.
Quelle: Fraunhofer-Institut
Der industrielle Zell-Stringer am Fraunhofer-Institut ermöglicht auf Basis einer neuen Klebetechnik die kostenoptimierte Produktion von Schindelstrings.
Denn in herkömmlichen Herstellungsverfahren werden die sogenannten Schindelstrings benachbarter Solarzellen bei den überlappenden Kontaktelementen zusammengelötet. Dabei besteht die Gefahr, dass die Strings bei geringer Druckbelastung an den Kontaktlötstellen brechen können. Nachteilig ist zudem, dass sich Solargeneratoren in gekrümmter Form nicht herstellen lassen.
Kleben statt Löten
Erst durch Fortschritte in der Klebetechnik können die Strings zuverlässig und robust hergestellt werden. Die vorzugsweise bleifreien Klebstoffe müssen dabei in der Lage sein, die thermische Ausdehnung des Modulglases aufgrund wechselnder Umgebungstemperaturen auszugleichen. DemFraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ist es nun gelungen,ein Klebeverfahren für die Verschaltung von Silicium-Solarzellenzu entwickeln. Dabei werden elektrisch leitfähigen Klebstoffe im Siebdruckverfahren aufgetragen und die Zellstreifen präzise zusammengeschaltet.
Hohe Effizienz und mehr Gestaltungsspielraum
Die Schindeltechnik und das Produktionsverfahren haben verschiedene Vorteile. Zum einen steht eine grössere aktive Modulfläche für die Energieerzeugung zur Verfügung. Erreicht wird der Flächengewinn, indem Räume zwischen den Zellen vermieden werden und mögliche Verschattungsverluste durch aufliegende Verbindungselemente vermieden werden können. Aufgrund der niedrigeren Stromstärken in den Zellstreifen sind zum anderen die Widerstandsverluste geringer als bei anderen Modulstrukturen. Im Vergleich zu konventionellen Solarmodulen resultiert bei gleicher Wirksamkeit der Zellen eine Moduleffizienz, die um rund zwei Prozent höher ist. Die schmalen Zellstreifen ermöglichen zudem verschiedene Modulformate, die bei der Gestaltung und spezifischen Anwendungen mehr Spielraum verschaffen, indem etwa ein einheitliches Gesamtbild von Solarflächen realisiert werden kann.
Geringere Kosten
Weitere Vorteile der Schindeltechnik, die vom Prinzip her bereits in den 60er Jahre erfunden wurde, liegen beim kostenoptimierten Herstellungsverfahren. Anwendungsgebiete sehen die Forscher auch in der Gebäudetechnik. Der industrielle Zell-Stringer am Fraunhofer-Institut ISE bietet bereits die Möglichkeit für die Prototypenfertigung von Modulen. Derzeit arbeiten die Forscher an der Optimierung der Klebstoffmenge und am Zelldesign.
