Das Fraunhofer CSP hat ein Modul mit mehr Leistung vorgestellt. Der Trick: Es besteht aus halben Zellen. Damit reduzieren die Forscher die Verluste bei der Verschaltung der Zellen in den Modulen.
Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik (CSP) in Halle hat ein leistungsstarkes Modul mit sogenannten Halbzellen vorgestellt. Statt 72 normale Zellen mit einer Kantenlänge von 156 Millimetern haben die Forscher ihr Modul mit 144 Zellen mit einer Kantenlänge von 77 Millimetern bestückt. Dadurch verringern sich die Ströme in den Zellen und in den Zellverbindungen sowie die elektrischen Widerstandsverluste. Durch die zusätzliche geschickte Verschaltung der einzelnen Zellen im Modul erreichten die Forscher eine Modulleistung von 315 Watt. Das sind immerhin 15 Watt mehr als ein Referenzmodul auf der gleichen Technologiebasis aber mit 72 normalen Zellen erbrachte. „Das entspricht einer Leistungssteigerung von knap fünf Prozent“, betont das Fraunhofer CSP. „Die zusätzliche Leistung wird dabei durch eine Reduktion der elektrischen Verluste und eine verbesserte Optik in den Solarmodulen erzielt.“
Drei Prozent mehr Energie
Das Modul ist das Ergebnis eines einjährigen gemeinsamen Entwicklungsprojektes mit dem Solar Energy Research Institute of Singapore (SERIS). Die Forscher haben sowohl das Halbzellenmodul als auch das Referenzmodul zehn Monate lang im Freifeld getestet. Die Ertragsmessungen haben ergeben, dass das Halbzellenmodul immerhin drei Prozent mehr Energie liefert als das Referenzmodul.
Doch die Entwicklung dieses Modul ist noch längst nicht am Ende angekommen. „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 Jens Schneider, der Leiter der Modultechnologie am Fraunhofer CSP. Bisher werden die Halbzellen einfach aus vollständig prozessierten ganzen Zellen gefertigt. Dazu werden die ganzen Zellen auf der Rückseite mit einem Nanosekundenlaser angeritzt und dann mechanisch gebrochen. „Eine weitere große Herausforderung und Chance in Halbzellenmodulen stellt das elektrische Verschaltungsdesign dar“, erklärt Schneider. „Durch die größere Anzahl an Zellen wird es viel komplexer bietet jedoch auch Möglichkeiten die Module robuster gegen Verschattungen zu gestalten.“
Ganze Zellen halbiert
Eine weitere Herausforderung ist die Überführung in die Massenfertigung. Das wollen die Forscher in Halle und Singapur möglichst schnell bewerkstelligen. „Gerade in der Phase eines starken Anstiegs der weltweiten Photovoltaikinstallation ist die Industrie an Technologien interessiert, die sich in existierende Anlagen integrieren lässt“, erklärt Jörg Bagdahn, der Leiter des Fraunhofer CSP. (su)
