Neue Photovoltaik-Module aus defekten Solarzellen

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Die Innotech Solar GmbH hat ein Laser-Verfahren entwickelt, mit dem es Kurzschlüsse in kristallinen Solarzellen reparieren kann. Bisher mussten die leistungsschwachen Photovoltaik-Zellen aus der Produktion genommen werden. Mit der neuen Technik will das norwegische Unternehmen das ungenutzte Zellmaterial wieder einsetzbar machen und damit Ressourcen schonen. „Indem wir die Kurzschlüsse isolieren, werden sie inaktiv und die Zellen erreichen wieder die gleichen Wirkungsgrade wie Originalzellen“, sagt Knud Clausen, Produktmanager von Innotech Solar. Aus den erneuerten Solarzellen werden anschließend funktionstüchtige Photovoltaik-Module gebaut – mit TÜV-Zertifikat und Garantie.

Ein Problem mit vielen Ursachen

Die Mitarbeiter von Innotech Solar entdecken die unsichtbaren Kurzschlüsse mit Hilfe einer Wärmebild-Kamera. Die defekten Stellen, sogenannte Shunts, erhitzen sich unter Last sehr stark und werden so auf der thermografischen Aufnahme als glühende, weiße Punkte sichtbar. Die Ursachen für diese Shunts lassen sich in fast jedem Produktionsschritt der Solarzellen finden..Wie hoch die Ausschussquote in der Produktion ist, geben die Zellhersteller nicht preis. Experten schätzen aber, dass zwei Prozent der Solarzellen durch Kurzschlüsse unbrauchbar werden.

Mehr Leistung durch tote Zellfläche

Nachdem die schadhaften Stellen entdeckt wurden, übernimmt ein Laser die Reparatur. Er umkreist die kurzgeschlossenen Bereiche und durchtrennt dabei die leitenden Schichten. So befindet sich ein elektrisch abgetrennter, toter Punkt auf der Zelle, der den Rest der Zelle nicht mehr beeinträchtigen kann. Sobald die defekten Stellen isoliert sind, können sich der Wirkungsgrad der Solarzelle im Einzelfall um bis zu 70 Prozent verbessern und entsprechen dann wieder den üblichen Leistungsklassen. Bei jeder Isolierung geht jedoch eine Zellfläche von wenigen Quadratmillimetern verloren. Dadurch käme es zwar zu einem Leistungsverlust, gibt Innotech Solar an, doch dieser sei so gering, dass er sich gar nicht messen lasse. Er liege innerhalb der Messtoleranzen der Geräte.

Mit TÜV und Garantie

Die Fachwelt ist an dem neuen Verfahren interessiert, denn aus reparierten Zellen tatsächlich Module zu bauen, das ist für viele ein Novum. Bisher fanden solche Laser-Reparaturen nur im Labor statt. Innotech Solar will nun neue Maßstäbe setzen: Auf der etwa 20 Meter langen Fertigungslinie in Norwegen können seit letztem Sommer sowohl mono- als auch multikristalline Zellen repariert werden, egal ob sie zwei oder drei Busbars haben oder aus welchen Materialkombinationen sie bestehen. Nach der Reparatur baut Innotech Solar aus den ehemals defekten Zellen seine eigenen mono- und polykristallinen Module mit einer Leistung von bis zu 230 Watt. „Wir verschweigen unseren Kunden nicht, dass es sich um reparierte Zellen handelt. Es gibt keinen Grund dazu“, sagt Clausen. Die Module sind TÜV geprüft und sowohl nach europäischen als auch nach amerikanischen Normen zertifiziert. Genauso wie andere Hersteller gibt Innotech Solar 25 Jahre Garantie auf 80 Prozent der Modulleistung sowie zehn Jahre Garantie auf 90 Prozent der Leistung.

Derzeit repariert Innotech Solar mehr als 1000 kristalline Solarzellen in der Stunde. Doch die Ingenieure forschen bereits an weiteren Methoden. Der Traum ist es, irgendwann nicht nur die Kurzschlüsse, sondern alle Defekte bei Solarzellen reparieren zu können. (Katrin Petzold)

In der aktuellen photovoltaik-Ausgabe (02/2010) können Sie den kompletten Beitrag „Der Zellen-Doktor“ über die Reparatur von kurzgeschlossenen Solarzellen lesen.