{"id":82150,"date":"2022-05-11T05:51:00","date_gmt":"2022-05-11T03:51:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=82150"},"modified":"2022-05-11T12:53:51","modified_gmt":"2022-05-11T10:53:51","slug":"foilmet-technologie-ressourcenschonende-flexible-solarzellen-verschaltung-durch-laser-mikrofuegen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/foilmet-technologie-ressourcenschonende-flexible-solarzellen-verschaltung-durch-laser-mikrofuegen\/","title":{"rendered":"FoilMet-Technologie: Ressourcenschonende, flexible Solarzellen-Verschaltung durch Laser-Mikrof\u00fcgen"},"content":{"rendered":"\n
Das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Solare Energiesysteme ISE hat ein Laserverfahren entwickelt, mit dem Busbarfreie PERC- und TOPCon-Solarzellen durch eine Aluminiumfolie ressourcensparend und flexibel verschaltet werden k\u00f6nnen. <\/p>\n\n\n\n
Die FoilMet\u00ae- Technologie kommt ohne leitf\u00e4higen Klebstoff oder Lot aus und erlaubt eine Reduktion des Silberverbrauchs im Solarmodul um bis zu 30 Prozent. Die mechanisch flexible Verbindung erm\u00f6glicht neben einer gekr\u00fcmmten Auslegung des Strings sowohl eine Anordnung als geschindelte Zellen f\u00fcr maximale Moduleffizienz, als auch das in der Massenproduktion \u00fcbliche \u00bbNebeneinanderlegen\u00ab der Zellen mit geringem Abstand f\u00fcr eine m\u00f6glichst kosteneffiziente Modulbauweise. Auf der Intersolar Europe (11.-13.5.2022, Messe M\u00fcnchen, Stand A1.540) zeigt das Institut einen Solarzellenstring aus 30 Zellen, der mit dem Laserverfahren verschaltet wurde.<\/p>\n\n\n\n
Bei dem neuen laserbasierten Verschaltungskonzept verbindet ein d\u00fcnner Streifen Aluminiumfolie die benachbarten Zellen miteinander. Den Forscherinnen und Forschern des Fraunhofer ISE gelang es, die Folie direkt mit den Leiterbahnen durch einen speziellen Laser-Mikroschwei\u00dfprozess zu verbinden und im Zwischenfingerbereich an die Siliziumnitrid-Oberfl\u00e4che zu bonden. Das ganze Verfahren dauert weniger als eine zehntel Sekunde pro Wafer. Es gew\u00e4hrleistet sehr niedrige Kontaktwiderst\u00e4nde zwischen Folie und Elektroden und erm\u00f6glicht damit h\u00f6chste Modulwirkungsgrade. Der Clou dabei: Das Verfahren ben\u00f6tigt die sonst f\u00fcr die Verschaltung notwendigen Silber-Busbars und -L\u00f6tpads nicht mehr. Je nach Elektrodenlayout k\u00f6nnen so bis zu 30 Prozent Silber eingespart werden. Zus\u00e4tzlich werden die mit Blei-haltigem Lot ummantelten Kupferverbinder oder der silberhaltige Klebstoff durch g\u00fcnstigeres Aluminium ersetzt. <\/p>\n\n\n\n
Weiterentwicklungen in der Wafer-Herstellung f\u00fchren in der Solarindustrie seit Jahren zu immer gr\u00f6\u00dferen Formaten. Daher hat es sich mittlerweile zum Industriestandard entwickelt die gro\u00dfen Zellen zu zerteilen. \u00bbVerschaltet man viele kleine Zellen anstelle von wenigen Gro\u00dfen, wird der darin generierte Strom und Widerstandsverlust kleiner und die Spannung gr\u00f6\u00dfer. Trotz dieser vorteilhaften Eigenschaften ist ein Solarmodul aus vielen kleinen Zellen aufwendiger und teurer in der Verschaltung \u2013 genau das adressieren wir mit FoilMet\u00ae\u00ab erkl\u00e4rt Jan Paschen, Doktorand der Gruppe Laserprozesstechnologie am Fraunhofer ISE.<\/p>\n\n\n\n
Hohe Flexibilit\u00e4t im String und bei der Zellanordnung <\/h4>\n\n\n\n
Die Befestigung der Folie im Zwischenfingerbereich f\u00fchrt zu einer sehr starken mechanischen Haftung, die \u00fcber die Festigkeit der Metallfolie hinausgeht. Die hohe mechanische Flexibilit\u00e4t der Folie erlaubt sowohl das Verschalten in Schindelbauweise, bei dem die Solarzellen einen leichten \u00dcberlappt bilden, als auch die Anordnung der Zellen direkt nebeneinander. In beiden F\u00e4llen sind sehr kleine Biegeradien des Strings m\u00f6glich. Das Verschaltungsverfahren kann gleicherma\u00dfen f\u00fcr PERC- und TOPCon Solarzellen eingesetzt werden.<\/p>\n\n\n\n
\u00bbDas faszinierende an unserer Technologie ist, dass es einerseits aufgrund der geringen elektrischen Widerst\u00e4nde und der M\u00f6glichkeit zum Schindeln hohe Modulwirkungsgrade und \u00c4sthetik verspricht und zusammen mit der sehr hohen mechanischen Flexibilit\u00e4t des Strings f\u00fcr Nischenanwendungen in der integrierten Photovoltaik pr\u00e4destiniert erscheint. Andererseits macht das hohe Potenzial zur Kosten- und Materialeinsparung das Verfahren zus\u00e4tzlich interessant f\u00fcr den PV-Massenmarkt\u00ab so Dr. Jan Nekarda, Abteilungsleiter Strukturierung und Metallisierung am Fraunhofer ISE.<\/p>\n\n\n\n
Als n\u00e4chstes plant das Forschungsteam den Aufbau einer Pilotanlage, um gr\u00f6\u00dfere St\u00fcckzahlen reproduzierbar herstellen zu k\u00f6nnen. Gleichzeitig wird die Technologie im Modul erste Gebrauchsdaueranalysen durchlaufen. Dies ist umso wichtiger, da mit Aluminium kein Standardmaterial f\u00fcr die Verschaltung eingesetzt wird.<\/p>\n\n\n\n