Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat eine Pilotlinie für PV-Dachziegel in Freiburg implementiert. Die flexible, automatisierte Produktion erlaube es dem Projektpartner Freesuns, einem Schweizer Solardach-Hersteller, seine im Projekt neu entwickelten Matrix-Schindel-Dachziegel im Pilotmassstab zu fertigen, bevor es in die Massenfertigung übergeht. Insgesamt wolle die industrienahe Fertigungslinie laut Pressemitteilung 4000 Dachziegel mit Matrix-Schindeltechnologie herstellen. Seit März 2025 wurden bereits 800 Schindelmodule fertiggestellt. Fünf Dachinstallationen setzt Freesuns damit aktuell in Bestandsgebäuden in der Schweiz um.

»Indem die ersten Freesuns Matrix-Schindel-Dachziegel im Module-TEC des Fraunhofer ISE hergestellt werden, können wir gemeinsam an der Produktionsentwicklung arbeiten« sagt John Morello, Gründer von Freesuns. Der 450 mal 510 Millimeter große PV-Dachziegel besteht aus einem Glas-Glas-Modul mit TOPCon-Solarzellen, die in einer Schindel-Matrix verschaltet sind. Bei der farblichen Umsetzung seien verschiedene Varianten möglich. »Unser Fokus liegt bei dieser Produktentwicklung auf Anwendungen für Bestandsbauten und insbesondere denkmalgeschützte Gebäude«, so Morello.

In der Schindeltechnologie sind die Solarzellstreifen mit elektrisch leitfähigen, bleifreien Klebstoffen zu Strings verbunden und – wie Dachschindel – überlappend angeordnet. Die so gefertigten Photovoltaik-Module seien effizienter, da die Ströme der Solarzellenstreifen kleiner als bei Halbzellen-Modulen seien. Außerdem würden die Busbars der Solarzellen mit aktiver Zellfläche überdeckt und keine Freiräume zwischen den Solarzellen eines Strings bleiben. Das vom Fraunhofer ISE entwickelte Matrix-Schindelkonzept gehe mit einer versetzten Anordnung noch weiter. Dies ermöglicht die vollständige, homogene Belegung der gesamten Modulfläche, so dass Matrix-Schindelmodule insgesamt circa 4 Prozent (relativ) effizienter seien als herkömmlich Halbzellenmodule mit Drahtverschaltung.

Hohe Toleranz gegen Teilverschattung

»Matrix-Schindelmodule sind prädestiniert für integrierte Anwendungen, insbesondere in Gebäudefassaden und als PV-Dachziegel auf Dächern«, sagt Torsten Rößler, Projektleiter am Fraunhofer ISE. »Gerade dort kommt es auf maximale Flächenausnutzung, Verschattungstoleranz und eine ansprechende Ästhetik an.« Die Matrix-Schindeltechnologie zeichne sich durch eine sehr hohe Toleranz gegenüber Teilverschattung aus. Der Strom könne durch die Matrix-Anordnung die verschatteten Bereiche umfließen. So ließe sich bis zu der doppelten Leistung im Vergleich zu herkömmlich verschalteten PV-Modulen generieren.

Im Projekt »SPHINX« (Sustainable Photovoltaics Integration in buildings and Infrastructure for multiple applications) hat sich ein Konsortium aus europäischen PV-Herstellern und Forschungseinrichtungen zum Ziel gesetzt, kostengünstige, schnell einsetzbare gebäudeintegrierte Photovoltaik-Elemente (BIPV) mithilfe der innovativen Matrix-Schindeltechnologie zu entwickeln. Das Projekt erhält eine Förderung durch die Europäische Union.

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