Construct PV – Mosaikmodule als photovoltaische Designelemente für solare Fassaden

Im EU-Projekt »Construct PV« werden kundenspezifisch hergestellte PV-Module für die Bauwerksintegration (BIPV) entwickelt und in Pilotanwendungen erprobt. Das Projekt konzentriert sich auf BIPV-Anwendungen im opaken Bereich der Gebäudehülle. Bei den Entwicklungen wird Priorität auf hohen Ertrag, ansprechende Ästhetik und niedrige Kosten gelegt. Dabei wird besonders Wert darauf gelegt, dass sich die zusätzlichen Investitionskosten [€/m2] amortisieren, die wegen der Integration der Funktion »Solarstromerzeugung« bei der Gebäudehülle anfallen. Eine der Neuentwicklungen des Projekts ist das Konzept des Mosaikmoduls, das neue Freiheitsgrade für die gesamtheitliche Gestaltung der Fassade eröffnet und sich mit existierender Anlagentechnik herstellen lässt.

Konventionelle PV-Module entsprechen vielfach nicht den architektonischen Anforderungen an die Ästhetik von Fassaden. Besonders das Format der kristallinen Siliciumsolarzellen und deren verschaltungsbedingte rasterförmige Anordnung im Modul schränken den Gestaltungsspielraum ein. Das neu entwickelte Konzept des Mosaikmoduls erlaubt es, hocheffiziente Rückkontaktsolarzellen in nahezu beliebigen Formen und Größen innerhalb einzelner Module so anzuordnen, so dass ein visuelles Gesamtbild der Fassade entsteht. Die Gestaltungsfreiheit ergibt sich aus dem mehrlagigen Modulaufbau mit entsprechenden Designoptionen für jede Modullage. Durch die Teilbelegung der Modulfläche lassen sich die Module in opaken oder semitransparenten Varianten sowie in Glas-Folie- oder Glas-Glas-Ausführungen herstellen.
Am ModuleTEC des Fraunhofer ISE wurden Prototypen des neuen Moduls hergestellt. In den Demonstrationsmodulen kommen All-Purpose-Metal-Wrap-Through-Solarzellen (AP-MWT) zum Einsatz. Das am Fraunhofer ISE entwickelte AP-MWT-Zellkonzept wird beispielsweise in der geräteintegrierten PV oder in niedrigkonzentrierenden Receivern angewendet. Dabei werden simultan etwa 80 Einzelzellen auf einem Wafer prozessiert, der sich wiederum in einzelne Subformate des 156 mm x 156 mm Zellformats vereinzeln lässt. Die Verschaltung ist mit einer strukturierten Kupferfolie realisiert und als kommerzielles Produkt (beispielsweise für MWT-Module) verfügbar. Zur Herstellung der Module werden keine Stringer benötigt, da die Belegung der Modulfläche mit Zellen einseitig per Pick-and-Place erfolgen kann. Die Ausbildung der Fügestellen zum Verschaltungssubstrat erfolgt im Laminationsprozess.

Weitere Ansprechpartner:
Alma Spribille, Tilmann Kuhn