Energieforschungszentrum der Niederlande meldet Weltrekord-Wirkungsgrad für innovative Solarmodule

Forscher des Energy Reserach Centre of the Netherlands (ECN; Petten, Holland) berichten, das Forschungslabor habe einen auf die Absorptionsfläche bezogenen Wirkungsgrad von 16,4 Prozent mit Solarmodulen auf Grundlage von multikristallinem Silizium erreicht, was einen neuen Weltrekord für Photovoltaikmodule bedeute. Der bisherige Weltrekord sei mit 15,5 Prozent Wirkungsgrad vom Sandia National Laboratory (USA) erreicht worden. Laut Pressemitteilung wurden mehrere Module mit hoch effizienten Solarzellen ausgestattet, die mit Wafern von REC Wafer Norway (Sandvika, Norwegen) und Deutsche Solar (Freiberg) einen Wirkungsgrad von 16 Prozent erzielten.
ECN berichtet, dass die Forscher den Weltrekord mit industrieller Standardproduktionstechnik zur Verbindung und Verkapselung rückseitig kontaktierter Solarzellen erzielt haben. Der holländische Solarzellen-Hersteller Solland Solar soll die Weltrekords-Technologie als erstes Unternehmen noch in diesem Jahr in der kommerziellen Produktion einsetzen. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeit sei finanziert worden vom „CrystalClear“-Projekt der Europäischen Union sowie von der holländischen Regierung im Rahmen des Forschungsprogramms „SenterNovem“.

Rückseitenkontaktzellen ermöglichen hohe Wirkungsgrade bei optimaler Raumausnutzung
ECN berichtet, das neue Moduldesign und der Produktionsprozess basiere auf einem Zellendesign, bei dem alle Kontakte auf der Rückseite liegen. Die Technologie verwende „Metall-Wrap-Through“ (MWT)-Solarzellen, die mit leitenden Klebstoffen und einer strukturierten leitenden Folie in Modulen elektrisch verbunden sind.
Die Fertigung sei vergleichbar mit der Bestückung elektronischer Bauteile auf einer Leiterplatte. Die Leiterbahnen werden durch mit dem Laser erzeugte Löcher punktuell von der Vorder- zur Rückseite geführt. Die Stromsammelschienen (bus bars) befinden sich dann auf der Rückseite der Solarzelle, so dass die Verschaltung von mehreren Solarzellen komplett rückseitig erfolgen kann. ECN ist überzeugt, dass die MWT-Technologie einige Vorteile bietet. Zunächst könne diese Technologie den Modulwirkungsgrad deutlich steigern, da die in herkömmlichen Solarmodulen verwendeten Metallstreifen, welche die Vorderseite einer Zelle mit der Rückseite einer benachbarten Solarzelle verbinden, das eingefangene Licht teilweise blockieren. Deshalb muss zwischen den Zellen Raum gelassen werden, was zu einer geringere Packungsdichte der Solarzellen führt, und auf diese Weise den Modulwirkungsgrad mindert. Außerdem werden MWT-Zellen laut ECN mit einer leitenden Folie hergestellt, die einen geringeren Widerstand als die Metallstreifen aufweist, und ebenfalls zu einem höheren Wirkungsgrad beiträgt.

Produktionsverfahren ermöglicht Verwendung von 120 Mikrometer dünnen Wafern
Der zweite große Vorteil der MWT-Technologie ist laut ECN, dass sehr dünne und empfindliche Solarzellen verwendet werden können. Laut Pressemitteilung wurde das Weltrekord-Solarmodul aus 36 Solarzellen mit einer Dicke von nur 120 (µm) gefertigt, was im Vergleich zu den üblicherweise verwendeten 180-200 Mikrometer dicken Siliziumscheiben sehr dünn ist. Das Solarmodul sei auf industriell einsetzbaren Produktionssystemen ohne Zellverluste hergestellt worden, was den Nutzen der Technologie in Sachen Kostenreduktion widerspiegle. Dies sei durch eine Vereinfachung des Modulproduktionsprozesses möglich geworden, heißt es in der Pressemiteilung. Durch Bestückungsautomaten und Handlingsysteme in Verbindung mit leitenden Klebstoffen sei die mechanische und thermische Belastung während der Produktion minimal. ECN berichtet, dass die mit der neuen Technologie hergestellten Solarmodule verschiedene Zuverlässigkeitstests bestanden haben. Außerdem hätten Simulationen von Tests im Freien und in der Klimakammer ausgezeichnete Leistungen belegt und Standard-Zertifizierungstests seien bereits bestanden worden.

28.04.2009 | Quelle: ECN | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH