Solarmodul für die Gebäudeintegration

Mit dem Mosaikmodul können Photovoltaik-Gebäudefassaden ästhetisch und individuell gestaltet werden.

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Module-TEC

Im Module Technology Center Module-TEC stehen sowohl industrielle Produktionstechnik für die Prototypenherstellung von PV-Modulen zur Verfügung, als auch Analyseplattformen für umfangreiche Materialcharakterisierung.

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Schindelzellen

Schindelverbindung von Solarzellen mit ECA auf strukturierter Slimline-EVA-Folie.

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Farbiges Modul für die Gebäudeintegration

Der spezielle Aufbau der Farbschicht ermöglicht eine sehr hohe Sättigung und Win-kelfarbstabilität. Im Vergleich zu einem unbeschichteten Deckglas ist die Modulleis-tung lediglich um 7% reduziert.

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Industrielle Modulfertigung

Der Infrarot-Stringer verbindet Solarzellen mit 3-, 4- oder 5-Busbars in Halb- und Vollzellenformat bei hohem Durchsatz.

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Modultechnologie

FuE-Leistungen

Zellverbindungs-
Technologie

Drahtverbindung

Schindelverbindung

Bändchenverbindung

HJT/Tandem-Zellverbindungen

Bleifreie Zellverbindungen

 

Einkapselungs-
Technologie

Glas-Glas-Einkapselung

Glas-Folie-Einkapselung

Leichtbaumodule

3D-Lamination

Einkapselungsmaterialien

Charakterisierungsmethoden

 

Simulation und Analyse

 

Mechanische Lasten, Temperatur (FEM) 

Modulleistung, -effizienz, -ertrag (CTM) 

Kostenanalyse Modulproduktion 

Lebenszyklusanalyse Modul (LCA) 

Geschäftsmodelle Modulproduktion

Schulungen und
Services

 

 

Unser Forschungsteam bietet umfassende Dienstleistungen für die PV-Modulentwicklung und Materialqualifizierung. Wir unterstützen unsere Kunden bei der Umsetzung innovativer Ideen in zuverlässige, effiziente und kostengünstige Produkte sowie bei der Qualitäts- und Effizienzsteigerung bestehender Modul- und Verschaltungskonzepte.

Unsere Forschung umfasst die Integration von hocheffizienten Solarzellen, zuverlässige Lötverfahren, leitfähige Klebetechnologie, laminationsfreie randversiegelte Solarmodule und die detaillierte Analyse der Zelle-zu-Modul-Verluste (CTM).

Wir entwickeln Ihre Produkte bis zur Industriereife, wir testen und verbessern sie, wobei sämtliche Herstellungs- und Prüfverfahren institutsintern durchgeführt werden können. In unserem hervorragend ausgestatteten Module Technology Center (Module-TEC) am Fraunhofer ISE entwickeln wir PV-Module, von der ersten Idee bis zur Kleinserienfertigung.

© Fraunhofer ISE
Industrieller Stringer zur Verschaltung von Solarzellen im Module-TEC

Das Module-TEC bietet umfassende Möglichkeiten zur Entwicklung von Modultechnologien. Es schließt die Lücke zwischen Laborentwicklung und industrieller Produktionstechnologie, indem es die Verarbeitung von aussagekräftigen Stückzahlen und Formaten erlaubt. Neben der Produktions- und Prozesstechnologie stehen umfangreiche Analysemöglichkeiten für die Qualitätskontrolle zur Verfügung. Unsere Forschungsschwerpunkte sind die Verschaltungstechnik von kristallinen Solarzellen, die Modulintegration von Hocheffizienzzellen sowie die Analyse und Optimierung der Moduleffizienz. Daneben entwickeln wir anwendungsspezifische Sondermodule für die Gebäude- (BiPV) und die Fahrzeugintegration.

SmartCalc.CTM
© Fraunhofer ISE
Mit SmartCalc.CTM hat das Fraunhofer ISE eine Software entwickelt, mit der Leistungsverluste bei der Herstellung von Solarmodulen reduziert werden können.

SmartCalc.CTM ist eine Software zur schnellen und präzisen Berechnung von Cell-to-Module-Verlusten und Gewinnen für Solarmodule. Eine Kombination aus wissenschaftlichen Modellen und Messdaten bildet die Grundlage für die CTM-Verlustanalyse einer Vielzahl von Modulkonzepten und -materialien. Eine intuitive, grafische Benutzeroberfläche ermöglicht schnell und einfach ein virtuelles Protoytyping.

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

Lade-PV

Das Projekt »Lade-PV« soll die Marktfähigkeit von PV Anwendungen im Lastenverkehr demonstrieren.

 

GEPARD

Hochdurchsatz-Anlagen- und Prozesstechnologie für kristalline Solarmodule

 

CTM 100+

Steigerung der Modulleistung durch Analyse der Zelle-zu-Modul-Verluste mit SmartCalc.CTM

Auszug aus Presseinformationen

 

Presseinformation - 2.9.2019

Fraunhofer ISE präsentiert farbiges Solar-Autodach

Die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen steigt weltweit stark an. Um die Reichweite von Elektrofahrzeugen weiter zu verbessern, hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ein PKW-Solardach mit hocheffizienten Solarzellen entwickelt.

 

Presseinformation - 9.1.2019

Klebeverfahren für Schindeltechnologie entwickelt

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg hat ein Klebeverfahren zur Verschaltung von Silicium-Solarzellen für die industrielle Produktion von Schindelmodulen entwickelt. Die hohe Effizienz von Modulen mit Schindelzellen und ihr ästhetisches Erscheinungsbild lassen die Nachfrage auf dem Markt aktuell stark ansteigen. Der industrielle Zell-Stringer am Fraunhofer ISE ist deutschlandweit einzigartig und bietet verschiedenste Möglichkeiten für die Prototypenfertigung der hocheffizienten Module.

 

Presseinformation - 24.10.2018

Fraunhofer ISE und Heraeus forschen gemeinsam

Das Fraunhofer ISE und Heraeus erforschen und optimieren neuartige, selektiv beschichtete Zellverbinder. Der SCRTM-Zellverbinder (Selectively Coated Ribbon) erzielt einen Leistungsgewinn von durchschnittlich 1,9 W bei herkömmlichen Solarmodulen mit 60 Zellen.

Download Flyer: Modultechnologie

Flyer: SmartCalc.CTM: Precise Cell-to-Module Analysis

Flyer: Colored PV Modules for Building Integration

Flyer: Electrically Conducive Adhesives in PV Modules

Flyer: Increased Efficiency with Bifacial Shingle Modules

Flyer: Device-Integrated Photovoltaics

Flyer: Individual Designs for BIPV Modules

Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema Modultechnologie:

 

YearTitle/AuthorDocument Type
2020The Effect of Cell and Module Dimensions on Thermomechanical Stress in PV Modules
Beinert, A.; Romer, P.; Heinrich, M.; Mittag, M.; Aktaa, J.; Neuhaus, D.H.
Journal Article
2020Silicon Solar Cell-Integrated Stress and Temperature Sensors for Photovoltaic Modules
Beinert, A.J.; Imm, M.; Benick, J.; Becker, F.; Seitz, S.; Heinrich, M.; Paul, O.; Glunz, S.W.; Aktaa, J.; Eitner, U.; Neuhaus, H.
Journal Article
2019Accelerated TC Test in Comparison with Standard TC Test for PV Modules with Ribbon, Wire and Shingle Interconnection
Schiller, C.; Rendler, L.C.; Eberlein, D.; Mülhöfer, G.; Kraft, A.; Neuhaus, D.-H.
Conference Paper
2019Adhesion Improvement for Solder Interconnection of Wet Chemically Coated Aluminum Surfaces
Rose, A. de; Kamp, M.; Mikolasch, G.; Kraft, A.; Nowottnick, M.
Conference Paper
2019Differential Scanning Calorimetry for Simulation and Optimization of the Lamination Process
Herzog, C.; Müller, T.; Heinrich, M.; Neuhaus, D.-H.
Conference Paper
2019Enabling the Measurement of Thermomechanical Stress in Solar Cells and PV Modules by Confocal Micro-Raman Spectroscopy
Beinert, A.; Büchler, A.; Romer, P.; Haueisen, V.; Rendler, L.C.; Schubert, M.C.; Heinrich, M.; Aktaa, J.; Eitner, U.
Journal Article
2019FEM Simulation of Deformations in Strings of Shingled Solar Cells Subjected to Mechanical Reliability Testing
Klasen, N.; Romer, P.; Beinert, A.; Kraft, A.
Conference Paper
2019FEM Simulation of Thermomechanical Stress in PV Modules: Presentation held at 14. SiliconFOREST 2019, Falkau, Germany, 24.02.2019-27.02.2019
Beinert, A.
Presentation
2019Industrialization of Ribbon Interconnection for Silicon Heterojunction Solar Cells with Electrically Conductive Adhesives
Geipel, T.; Nikitina, V.; Bauermann, L.P.; Fokuhl, E.; Schnabel, E.; Erath, D.; Krieg, A.; Kraft, A.; Fischer, T.; Lorenz, R.; Breitenbücher, D.
Conference Paper
2019Integrierte Photovoltaik - Aktive Flächen für die Energiewende
Wirth, H.; Vehse, M.; Rau, B.; Peibst, R.; Colsmann, A.; Stephan, A.; Lechner, P.
Conference Paper
2019Interconnection of Silicon Heterojunction Solar Cells by Infrared Soldering - Solder Joint Analysis and Temperature Study
Rose, A. de; Geipel, T.; Eberlein, D.; Kraft, A.; Nowottnick, M.
Conference Paper
2019Lead-free Solders for Ribbon Interconnection of Crystalline Silicon PERC Solar Cells with Infrared Soldering
Geipel, Torsten; Eberlein, Dirk; Kraft, Achim
Conference Paper
2019Lead-free Solders for Ribbon Interconnection of Crystalline Silicon PERC Solar Cells with Infrared Soldering
Geipel, T.; Eberlein, D.; Kraft, A.
Conference Paper
2019Post-Processing Thickness Variation of PV Module Materials and its Impact on Temperature, Mechanical Stress and Power
Pfreundt, A.; Yucebas, D.; Beinert, A.J.; Verissimo Mesquita, L.; Pitta Bauermann, L.; Romer, P.; Mittag, M.
Conference Paper
2019Techno-Economic Analysis of Half-Cell Modules - the Impact of Half-Cells on Module Power and Costs
Mittag, M.; Pfreundt, A.; Shahid, J.; Wöhrle, N.; Neuhaus, D.H.
Conference Paper
2019Thermal Modelling of Photovoltaic Modules in Operation and Production
Mittag, M.; Vogt, L.; Herzog, C.; Pfreundt, A.; Shahid, J.; Neuhaus, D.H.; Wirth, H.
Conference Paper
2019Thermochemical Stress in Solar Cells: Contact Pad Modeling and Reliability Analysis
Rendler, L.; Romer, P.; Beinert, A.; Stecklum, S.; Kraft, A.; Eitner, U.; Wiese, S.
Journal Article
2019Thermomechanical Evaluation of New PV Module Designs by FEM Simulations
Beinert, A.; Romer, P.; Heinrich, M.; Mittag, M.; Aktaa, J.; Neuhaus, D.H.
Conference Paper
2018Analysis of Grain-Size Distribution and Yield Strength of Interconnector Ribbons and Wires at Different Streching Conditions Using Color Etching
Walter, J.; Stegmaier, J.; Kraft, A.; Eitner, U.
Conference Paper
2018Approach for a Holistic Optimization from Wafer to PV System
Mittag, M.; Reise, C.; Wöhrle, N.; Eberle, R.; Schubert, M.; Heinrich, M.
Conference Paper
2018Comparison of Layouts for Shingled Bifacial PV Modules in Terms of Power Output, Cell-to-Module Ratio and Bifaciality
Mondon, A.; Klasen, N.; Fokuhl, E.; Mittag, M.; Heinrich, M.; Wirth, H.
Conference Paper
2018Decorated Building-Integrated Photovoltaic Modules: Power Loss, Color Appearance and Cost Analysis
Kutter, C.; Bläsi, B.; Wilson, H.R.; Kroyer, T.; Mittag, M.; Höhn, O.; Heinrich, M.
Conference Paper
2018Electrically conductive adhesives for photovoltaic modules
Geipel, Torsten; Rissing, Lutz (Referent); Maier, Hans Jürgen (Referent)
Dissertation
2018Light Attenuation Model to Predict Nominal Power of Modules with Light-Scattering Ceramic Printed Front Glasses
Kutter, C.; Wilson, H.R.; Pfreundt, A.; Heinrich, M.; Wirth, H.
Conference Paper
2018Mechanical and electrical properties of wave-shaped wires for low-stress interconnection of solar cells
Rendler, L.; Walter, J.; Goldenberg, S.; Beinert, A.J.; Wiese, S.; Eitner, U.
Journal Article
2018Mosaic Module Concept for Cost-Efficient and Aesthetic BIPV Modules
Mittag, M.; Ebert, M.; Wilson, H.R.; Fellmeth, T.
Conference Paper
2018A Multidimensional Optimization Approach to Improve Module Efficiency, Power and Costs
Shahid, J.; Mittag, M.; Heinrich, M.
Conference Paper
2018Optimization of electrically conductive adhesive bonds in photovoltaic modules
Geipel, T.; Meinert, M.; Kraft, A.; Eitner, U.
Journal Article
2018Rapid Calculation of the Backsheet Coupling Gain Using Ray Groups
Pfreundt, A.; Mittag, M.; Heinrich, M.; Eitner, U.
Conference Paper
2018Solder joint analysis on coated aluminum for silicon solar cell interconnection
De Rose, A.; Kraft, A.; Eitner, U.; Nowottnick, M.
Conference Paper
2017Abgedeckter PVT-Kollektor mit Low-e-Beschichtung und Belüftung als Überhitzungsschutz
Lämmle, M.; Panzer, C.; Hermann, M.
Conference Paper
2017Analysis of backsheet and rear cover reflection gains for bifacial solar cells
Mittag, M.; Grünzweig, A.; Wiese, M.; Mahmoud, N.; Schmid, A.; Heinrich, M.
Conference Paper
2017Analysis of peel and shear forces after temperature cycle tests for electrical conductive adhesives
Hoffmann, S.; Geipel, T.; Meinert, M.; Kraft, A.
Conference Paper
2017Cell-to-Module (CTM) analysis for photovoltaic modules with shingled solar cells: Paper presented at 44th IEEE Photovoltaic Specialists Conference 2017, Washington, DC, USA, 25.06.2017-30.06.2017
Mittag, M.; Zech, T.; Wiese, M.; Bläsi, D.; Ebert, M.; Wirth, H.
Conference Paper
2017Electrical and thermal modeling of junction boxes
Mittag, M.; Kutter, C.; Hoffmann, S.; Romer, P.; Beinert, A.J.; Zech, T.
Conference Paper
2017FEM-based development of novel back-contact PV modules with ultra-thin solar cells
Beinert, Andreas; Leidl, Roman; Sommeling, Paul; Eitner, Ulrich; Aktaa, Jarir
Conference Paper
2017Intermetallic compounds in solar cell interconnections: Microstructure and growth kinetics
Geipel, T.; Moeller, M.; Walter, J.; Kraft, A.; Eitner, U.
Journal Article
2017Low-temperature soldering for the interconnection of silicon heterojunction solar cells
De Rose, A.; Erath, D.; Geipel, T.; Kraft, A.; Eitner, U.
Conference Paper
2017Power loss through decorative elements in the front glazing of BIPV modules
Mittag, M.; Kutter, C.; Ebert, M.; Wilson, H.R.; Eitner, U.
Conference Paper
2017Ribbon interconnection of 6" BC-BJ Solar Cells
Walter, Johann; Rendler, Li Carlos; Halm, Andreas; Mihailetchi, Valentin; Kraft, Achim; Eitner, Ulrich
Journal Article
2017Shingled cell interconnection: A new generation of bifacial PV-modules
Klasen, N.; Mondon, A.; Kraft, A.; Eitner, U.
Conference Paper
2017Solar potential on commercial trucks: Results of an irradiance measurement campaign on 6 trucks in Europe and USA
Eitner, U.; Ebert, M.; Zech, T.; Schmid, C.; Watts, A.; Heinrich, M.
Conference Paper
2017Solder interconnection of aluminum foil rear side metallization for passivated emitter and rear solar cells
De Rose, A.; Kraft, A.; Gledhill, S.; Ali, M.T.; Kroyer, T.; Pscherer, C.; Graf, M.; Nekarda, J.; Eitner, U.
Conference Paper
2017Solder joint stability study of wire-based interconnection compared to ribbon interconnection
Walter, J.; Rendler, L.C.; Ebert, C.; Kraft, A.; Eitner, U.
Journal Article
2017Systematic PV-module optimization with the cell-to-module (CTM) analysis software "SmartCalc.CTM"
Mittag, M.; Ebert, M.
Journal Article
2017Thermomechanical stress analysis of PV module production processes by Raman spectroscopy and FEM simulation
Beinert, A.J.; Romer, P.; Büchler, A.; Haueisen, V.; Aktaa, J.; Eitner, U.
Journal Article
2017TPedge: Progress on cost-efficient and durable edge-sealed PV modules
Mittag, M.; Eitner, U.; Neff, T.
Conference Paper
2017Ultra-soft wires for direct soldering on finger grids of solar cells
Rendler, L.C.; Walter, J.; Kraft, A.; Ebert, C.; Wiese, S.; Eitner, U.
Journal Article
2016A comprehensive study of intermetallic compounds in solar cell interconnections and their growth kinetics
Geipel, T.; Moeller, M.; Kraft, A.; Eitner, U.
Journal Article
2016Comprehensive Study of Intermetallic Compounds in Solar Cell Interconnections Including Lead-Free, Low Melting Point Solders
Geipel, T.; Möller, M.; Kraft, A.; Eitner, U.
Conference Paper
2016The impact of ribbon properties on measured peel forces
Eitner, U.; Rendler, L.C.
Journal Article
2016Influence of Photovoltaic Module Mounting Systems on the Thermo-Mechanical Stresses in Solar Cells by FEM Modelling
Beinert, A.J.; Ebert, M.; Eitner, U.; Aktaa, J.
Conference Paper
2016Investigation of Thermomechanical Stress in Solar Cells with Multi Busbar Interconnection by Finite Element Modeling
Rendler, L.C.; Kraft, A.; Ebert, C.; Wiese, S.; Eitner, U.
Conference Paper
2016Low-temperature interconnection of PVD-aluminium metallization
Geipel, T.; Kumm, J.; Moeller, M.; Kroely, L.; Kraft, A.; Eitner, U.; Wolf, A.; Zhang, Z.; Wolfahrt, P.
Journal Article
2016Mechanical stress in solar cells with multi busbar interconnection - parameter study by FEM simulation
Rendler, L.C.; Kraft, A.; Ebert, C.; Eitner, U.; Wiese, S.
Conference Paper
2016Mosaic modules for improved design options in building integrated photovoltaic modules
Ebert, M.; Mittag, M.; Fellmeth, T.; Spribille, A.; Mindehoud, T.; Gijzen, G.; Fath, K.; Hecker, R.; Eitner, U.
Conference Paper
2016Die parasitäre Kapazität eines PV-Moduls als Ursache für einen erhöhten Ableitstrom und Indikator für den Feuchteeintrag im Verkapselungsmaterial
Berg, H.; Hsian Saw, M.; Philipp, D.
Conference Paper
2016Photovoltaic Modules: Technology and Reliability
Wirth, H.; Weiß, K.-A.; Wiesmeier, C.
Book
2016A PVT collector concept with variable film insulation and low-emissivity coating
Lämmle, M.; Thoma, C.; Hermann, M.
Journal Article
2016TPEDGE: Glass-glass photovoltaic module for BIPV-applications
Mittag, M.; Neff, T.; Hoffmann, S.; Ebert, M.; Eitner, U.; Wirth, H.
Conference Paper
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