Leitfähiges Kleben von Silizium-Solarzellen marktreif

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist marktreif. Das zumindest meldeten am Mittwoch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und der Anlagenhersteller Teamtechnik. Demnach sei die Klebetechnologie als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts „KleVer“ inzwischen so ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden könne.

In dem Projekt nahmen die Entwickler nach eigenen Angaben einen entsprechenden Stringer mit Klebeeinheit am Fraunhofer ISE in Betrieb und erprobten diesen. Dabei sei nachgewiesen worden, dass leitfähiges Kleben von Solarzellen mit drei, vier oder fünf Busbars als Voll- oder Halbzelle mit einem Durchsatz von etwa 1600 Zellen pro Stunde möglich ist. Bei der Klebetechnologie liege die Prozesstemperatur unter 180 Grad Celsius, wodurch temperaturempfindliche Heteroschichten nicht geschädigt würden. Heterojunction-Zellen weißen demnach aktuell die höchsten Wirkungsgrade auf, allerdings könnten sie nicht konventionell bei über 200 Grad Celsius verlötet werden. Außerdem sei die thermomechanische Belastung durch die geringere Steifigkeit der Klebeschicht deutlich niedriger, was die Spannungen im Material und damit die Gefahr von Mikrorissen und Brüchen in den Zellen verringern würden.

Foto: Fraunhofer ISE
Solarzelle mit leitfähigem Kleber und Zellverbinder

Foto: Fraunhofer ISE

In dem Projekt seien mit den neuartigen Stringern Heterojunction-Module mit einer Leistung von 320 Watt bei einer Standardgröße von 60 Zellen hergestellt worden, heißt es. Die Taktzeit zur Verschaltung einer Zelle im teamtechnik-Stringer liege bei weniger als 2,3 Sekunden und werde wesentlich durch die Aushärtegeschwindigkeit des verwendeten Klebermaterials bestimmt. Die Frage, wie hoch im Vergleich dazu die Taktzeit bei der konventionellen Verlötung liegt, blieb zunächst unbeantwortet. Der Durchsatz in der industriellen Produktion sei nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen, heißt es in der Mitteilung. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung sei durch Klimakammerprüfungen bestätigt worden.

»Nachdem wir unsere Expertise zum leitfähigen Kleben von Silizium-Solarzellen in den letzten Jahren enorm ausbauen und im Labormaßstab erproben konnten, versetzt uns der Stringer nun in die Lage, die bleifreie Verbindungstechnologie im industriellen Maßstab mit unseren Partnern weiter zu optimieren«, sagt Achim Kraft, Projektleiter und Leiter des Teams Verbindungstechnik am Fraunhofer ISE.

Beim Anlagenbauer Teamtechnik seien bereits die ersten ersten Stringer-Bestellungen mit Klebetechnologie eingegangen. Das Projekt „KleVer“ wurde vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert.