Technologien für Tandemmodule

Schindelstringer im Module-TEC.
© Fraunhofer ISE / Foto: Dirk Mahler
Schindelstringer im Module-TEC.

Bei der Verbindung der temperaturempfindlichen und thermomechanisch anspruchsvollen Schichten von Silizium-Heterojunction- und Tandem-Solarzellen ergeben sich besondere Anforderungen. Die klassischen Verfahren müssen optimiert und geeignete Materialien verwendet werden, um eine zuverlässige Verbindung und Modulintegration zu gewährleisten.

Wir entwickeln niedertemperaturbasierte Lösungen zur Verbindung von Silizium-Heterojunction- oder Tandemsolarzellen mit leitfähigem Kleben, mit der Smart-Wire-Drahtverbindung (SWCT™) und mit Lötverfahren auf Basis von Niedertemperaturloten. Dabei stehen geringe Kosten, mechanische Stabilität und elektrische Performance im Fokus unserer Forschung.  

Obwohl die Anforderungen an die Temperatur während der Lamination aufgrund der geringeren Prozesstemperatur nicht so hoch sind wie bei der Verschaltung, müssen Tandemsolarzellen dennoch bei besonders niedrigen Temperaturen laminiert werden. Hierfür entwickeln wir spezielle schonende und zugleich schnelle Prozesse und Materialkombinationen. Für feuchtesensitive (Tandem-)Solarzellen passen wir die Bill-of-Materials (BOM) an und entwickeln und optimieren Randversiegelungskonzepte.

Aufgrund der besonderen Anforderungen von Silizium-Heterojunction (SHJ)- und Tandem-Solarzellen legen wir ein besonderes Augenmerk auf eine umfassende Charakterisierung der Verbindungspunkte, aber auch auf die Solarzellen selbst. Dazu stehen diverse Methoden zur Verfügung, welche im Bereich der Verbindungsanalyse im Detail beschrieben sind. Wir untersuchendas Zusammenspiel der Verbindungsprozesse mit der sensitiven Mikrostruktur der Schichten, wir untersuchen den Einfluss der Folgeprozesse bei der Modulintegration (Lamination) und die Langzeitstabilität, um mögliche Schwachstellen zu ermitteln.

FuE-Leistungen

    Unsere Services zum Thema »Technologien für Tandemmodule« umfassen:

  • Inhouse-Versuchstage zur Evaluierung von Materialien und Prozessen
  • Produktion und Versand von Strings in verschiedener Konfiguration mit ihren Solarzellen
  • Entwicklung von kostengünstigen und zuverlässigen Material- und Prozesskombinationen (BOM-Entwicklung)
  • Herstellung und Test von Prototypmodulen und Kleinserien
  • Beratung und Analyse zur Kompatibilität von Materialien und Prozessen mit der Silicium-Heterojunction-Technologie
  • Detailcharakterisierung von Materialien mit thermischen, chemischen, mikroskopischen und mechanischen Verfahren
  • Modul-Materialoptimierung für Tandemsolarzellen
  • Entwicklung von Randversiegelungskonzepten
  • Layoutoptimierung für Tandemsolarzellen
  • Mit unseren Stringern wenden wir die folgenden Verfahren an:

  • Leitfähiges Kleben (Voll- und Halbzellen bis M10/G12 Durchsatz bis 1600 Zellen pro Stunde, leitfähige Klebstoffe im Temperaturbereich 80-180°C)
  • Smart-Wire-Drahtverbindung (SWCT™): Halbzellen im M10-Format; Stringlänge, Stringabstand sowie Prozessparameter flexibel einstellbar
  • Lötverfahren auf Basis von Niedertemperaturloten (Voll- und Halbzellen bis M10/G12; Runddraht- und Flachdraht- Verbindungen mit verschiedenen Niedertemeraturloten)
  • Halbzellen M6, M10, M12
  • Durchsatz bis 1.600 Zellen pro Stunde
  • Leitfähige Klebstoffe im Temperaturbereich 80 - 180°C
  • Diverse Lotlegierungen (Standard, Bleifrei, Niedertemperatur)

Weitere Informationen zu diesem Forschungsthema

 

Photovoltaik-Module

Module-TEC

Produktions- und Prozesstechnologie und umfangreiche Analysemöglichkeiten für die Modultechnologie

 

MoQa

PV-Module aus Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen auf Basis der Q.ANTUM-Technologie

 

GreenSolarModules

Ertüchtigung der deutschen PV-lndustrie zur effektiven Umsetzung der Ökodesign-Verordnung und des Energielabels der EU

Veröffentlichungen zu diesem Forschungsthema

Influence of
Soldering Profile on Industrial Silicon
Heterojunction Solar Cells

Shingling Meets Perovskite-Silicon
Heterojunction
Tandem Solar Cells

Low-Temperature
Metallization and Interconnection

for Silicon Heterojunction and Perovskite Silicon Tandem Solar Cells

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