Matrix-Schindel-Technologie

Matrix-Schindelmodul Verschattung
© Fraunhofer ISE
Links: Im Matrix-Schindelmodul kann der Strom verschattete Bereiche umfließen, rechts: im gewöhnlichen Modul wird der Stromfluss durch verschattete Bereiche unterbrochen.
Vollformat Schindel-Matrix-Modul.
© Fraunhofer ISE: Foto: Christian Hanner
Vollformat Schindel-Matrix-Modul.
Farbige Gestaltungsspielräume der Schindel-Matrix-Technologie für Gebäudeintegrierte Photovoltaik hier in rot mit der MorphoColor® Technologie.
© Fraunhofer ISE / Foto: Christian Hanner
Farbige Gestaltungsspielräume der Schindel-Matrix-Technologie für Gebäudeintegrierte Photovoltaik hier in rot mit der MorphoColor® Technologie.

Vorteile der Matrix-Schindeltechnologie

Bei der Matrixverbindung kann durch das seitliche Versetzen der Schindel-Solarzellen die Fläche optimal genutzt werden, zusätzlich ergibt sich ein sehr homogenes Erscheinungsbild. Die Zellen sind elektrisch in Reihe und gleichzeitig parallel verschaltet. Dieses Netzwerk von Verbindungen sorgt bei einem Schattenwurf dafür, dass der Strom die verschatteten Bereiche umfließt. Bei konventioneller Zellverbindung ist dagegen der gesamte String betroffen.

  • 2 - 6 % (relativ) höherer Modulwirkungsgrad als klassische Halbzellenmodule (maximale Flächennutzung, geringe Widerstandsverluste)
  • Homogenes Erscheinungsbild
  • 100 % bleifreie Zellverschaltung
  • Ausgezeichnete Modulzuverlässigkeit
  • Flexibel an Gebäude- und Fassadengeometrie anpassbar
  • Bis zu 110 % mehr Leistung bei Teilverschattung als klassische Halbzellenmodule
  • Herstellungskosten vergleichbar mit gewöhnlicher Lötverbindung
     

Unsere Services umfassen:

Matrix-Schindelmodule bieten mit ihrer hohen Effizienz auf einem begrenzten Flächenangebot maximalen Ertrag. Werden Module in die Hülle von Fahrzeugen oder Gebäuden integriert, sind neben der Effizienz auch eine hohe Ausbeute der Leistung bei Teilverschattungen sowie ein optisch ansprechendes Erscheinungsbild und eine einfache Skalierbarkeit der Modulgröße gefragt. Speziell für solche Anwendungen hat das Fraunhofer ISE die Matrix-Schindeltechnologie entwickelt.

Ein leitfähiger, bleifreier Klebstoff verbindet die Solarzellen schonend, zuverlässig und mit hoher Leitfähigkeit. Die Matrix-Schindelverbindung von Silizium-Solarzellen bietet durch die komplett bedeckte Modulfläche ein homogenes Gesamtbild, das sich gestalterisch optimal in Fahrzeuge oder Gebäude integrieren lässt. Bei der Matrixtechnologie werden Zellenstreifen in versetzter Schindeltechnik, im Muster eines Mauerwerks miteinander verbunden.

Individuelle Farbgebung

Die Module lassen sich mit der am Fraunhofer ISE entwickelten MorphoColor®-Beschichtung in verschiedenen Farben mit hoher Farbsättigung herstellen. Dabei liegt die Transmission der Sonneneinstrahlung und damit der Wirkungsgrad der farbigen Module bei über 90 % des Wertes von Vergleichsmodulen. Die darunterliegenden Solarzellen sind nahezu unsichtbar. Dadurch eröffnet sich ein breites Spektrum an Gestaltungsmöglichkeiten für Architektinnen und Fahrzeugbauer.

Produktion im neuartigen, industriellen Matrix-Schindelstringer

Zur automatisierten und industrienahen Fertigung verfügen wir im Module-TEC des Fraunhofer ISE über einen vollautomatischen Matrix-Schindelstringer der Firma M10 Industries AG. Der Stinger wurde im gemeinsamen, öffentlich geförderten Projekt »Shirkan« entwickelt und kann Solarzellen-Matrizen in flexiblen Formen herstellen. Das Maschinenkonzept von M10 ermöglicht die Verbindung von 12.000 Schindelsolarzellen pro Stunde. Die Verarbeitung aller gängigen Solarzellenformate und Technologien ist möglich. Dabei können wir die Klebstoffauftragsmenge, die Größe des Schindelüberlapps sowie die Dauer und Temperatur der Klebstoffaushärtung optimieren und präzise einstellen. Die Solarzellen werden in Reihe und gleichzeitig parallel verbunden, sodass eine Zellmatrix beliebiger Größe entsteht, die im Betrieb besonders robust auf Teilverschattungen reagiert. Wir produzieren Prototypen, wie auch Kleinserien nach ihren Design-Ideen und unterstützen Sie gerne bei der Entwicklung von neuen Modulkonzepten.

 

 

Treffen Sie uns auf der Intersolar / The Smarter E 2024!

Messe München

Halle A1, Stand 340
 

Mittwoch, 19.06.: 9.00 - 18.00 Uhr

Donnerstag, 20.06.: 9.00 - 18.00 Uhr

Freitag, 21.06.: 9.00 - 17.00 Uhr

FuE-Leistungen

Unsere FuE-Leistungen beeinhalten die folgenden Themen:

Produktentwicklung

Für Ihre Produktentwicklung bieten wir eine umfassende Palette von Dienstleistungen an, die darauf zugeschnitten sind, Ihre Ideen zum Leben zu erwecken.

  • Entwicklung von kundenspezifischen Zell- und Moduldesigns in Schindel-Matrix-Technologie
  • Unterstützung bei der Erstellung der Stücklisten und der Umsetzung in Ihrem Produktionsumfeld
  • Auswahl der elektrisch leitfähigen Klebstoffe
  • Beschaffung von Materialien

Angebot anfordern

Prototyping und Pilotlinie

Ob Sie die Materialien bereitstellen oder wir sie für Sie beschaffen – unser Ziel ist es, einen Prototyp zu liefern, der Ihren genauen Spezifikationen entspricht. Lassen Sie uns Ihre Vision bis zum Prototyp und darüber hinaus verwirklichen.

  • Herstellung von Prototypen mit von Kundin beziehungsweise Kunde bereitgestellten Materialien
  • Herstellung von Prototypen mit vom Fraunhofer ISE bereit gestellten Materialien
  • Entwicklung von virtuellen Prototypen

Nutzen Sie unsere Produktionskapazitäten im »Module-TEC« des Fraunhofer ISE zur Herstellung Ihrer Prototypen.

  • Industrielle Maschinen für die Herstellung von Strings- und PV-Modulen
  • Hoher Grad an Produktflexibilität
  • Von einzelnen Prototypen bis zur Kleinserienfertigung 

Angebot anfordern

Prüfung und Zertifizierung

In unseren nach DIN EN ISO/17025 akkreditierten Prüf- und Kalibrierlaboratorien für PV-Module bieten wir Langzeitstabilitätstests nach IEC 61215 und IEC 61730 an. Wir unterstützen Sie bei der Analyse der Langzeitstabilität und der Zertifizierung Ihres Produktes oder führen spezifische Prüfungen nach Ihren Anforderungen durch.

TestLab PV Modules

Individuelle Konfiguration von Schindelstrings oder Matrizen

Sie wollen die ersten Schritte in der Schindel- oder Matrizentechnik gehen? Sie wollen Ihre eigenen Prototyp-Module bauen? Wir unterstützen Sie gerne mit Schindelstrings oder Matrizen.

  • Konfiguration von Schindelstrings oder -matrizen mit einem hohen Maß an Flexibilität in Bezug auf geometrische und elektrische Eigenschaften
  • Integration in Produkte in Ihrem industriellen Umfeld
  • Auswahl zwischen verschiedenen Zelltechnologien (TopCon, HJT, PERC)
  • Weltweiter Versand

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Unterstützung beim Umstieg auf neue Zelltechnologien

Wir unterstützen Sie dabei, Ihre laufende Produktion mit PERC-Technologie auf die nächste Effizienzstufe zu heben

  • Anpassung der PERC-Verbindungs- und Laminationsprozesse für HJT-, TopCon- oder Tandem-Solarzellen
  • Entwicklung und Anpassung der Stücklisten und Überarbeitung der Charakterisierung für neue Solarzellentechnologien
  • Langzeitstabilitätstests bis hin zur Zertifizierung

Angebot anfordern

Workshops

Sie möchten mehr über die Matrix-Schindel-Technologie erfahren?

Wir unterstützen Sie und Ihr Team mit maßgeschneiderten Workshops online oder am »Module-TEC« des Fraunhofer ISE  in Freiburg.

  • Exklusive Einblicke in die Schindelmatrix-Technologie
  • Workshop online oder vor Ort
  • Einzigartige und inspiriernde Erlebnisse bei der Besichtigung unserer Produktionsstätten

Individuellen Workshop anfragen

FuE-Infrastruktur

Charakterisierungen

 

Der Aufbau wissenschaftlichen Verständnisses der leitfähig geklebten Fügestelle ist eine Kernaufgabe unserer Arbeit. Deshalb haben wir für Sie vielfältige Charakterisierungsmöglichkeiten etabliert

  • Analyse der Positioniergenauigkeit und Verbindungspräzision
  • Mikrostruktur der Fügestelle mit Querschliffpräparation und REM-Analyse
  • Elektrische und mechanische Eigenschaften der Verbindung
  • Zug-Scher-Festigkeit der Klebung
  • Aushärtegrad des Klebstoffs (Kalorimetrie)
  • Zerstörungsfreie Verbindungsanalyse mit Röntgen

 

 

Photovoltaik-Module

Module-TEC

Wir entwickeln die Matrix-Schindel-Technologie im Rahmen verschiedener Forschungsprojekte laufend weiter. Nutzen Sie unsere Expertise von der virtuellen Produktentwicklung bis zum Bau von Prototypen.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsthema

 

Shirkan

Matrix-Schindeltechnologie für die Zukunft der Photovoltaik

 

SPHINX

Versetzt und gereiht: M10 Industries AG und Fraunhofer ISE entwickeln die Matrix-Schindeltechnologie zur Industriereife

SPHINX

Nachhaltige Photovoltaik-Integration in Gebäude und Infrastruktur für verschiedene Anwendungen

Flyer

Hocheffiziente Matrix-Schindelmodule