Solarenergie Fraunhofer bringt Photovoltaik an die Fassade

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat die Außenfassade eines seiner Laborgebäude mit 70 Photovoltaik-Modulen (PV) ausgerüstet. Die Module stammen aus eigener Entwicklung und Pilotproduktion und sollen das Zusammenspiel unterschiedlicher Technologien demonstrieren. Unter dem Namen „TPedge“ hat das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Industriepartnern ein kristallines PV-Modul entwickelt, das die Folienlaminierung durch ein zeit- und kostengünstigeres Verfahren ersetzt und in diesem Projekt mit innovativen rückseitenkontaktierten Solarzellen kombiniert wurde.

Bereits bei der Einweihung des energieeffizienten Laborgebäudes 2013 war eine erste Kleinserie zur Veranschaulichung und Erprobung an der Fassade installiert worden. Jetzt wurde die Solarfassade fertiggestellt und die 70 Module in Betrieb genommen. Die kristallinen PV-Module basieren auf einer Solarzellentechnologie mit rückseitiger Kontaktierung nach dem am Fraunhofer ISE entwickelten und patentierten sogenannten „High Performance Metal Wrap Through“ (HIP-MWT)-Konzept. Die Solarzellen wurden im Photovoltaik Technologie Evaluations Center (PV-TEC) in einem industrienahen Prozess entwickelt und in Kleinserie produziert.

„Durch den Einsatz ausschließlich vollautomatisierter Produktionsanlagen, zum Beispiel einer innovativen Laseranlage für die Erzeugung der Löcher (Vias) in den Silicium-Wafern, konnten wir industrielle Taktzeiten demonstrieren“, so Florian Clement, Gruppenleiter MWT-Solarzellen und Drucktechnologie. Die HIP-MWT-Solarzellen mit Rückseitenpassivierung erzielen nach seinen Angaben einen Wirkungsgrad von bis zu 20,5 Prozent.

Die Solarzellen wurden mit einem patentierten Zellverbinder aus strukturierter Kupferfolie verschaltet, der die elektrischen Stringverluste auf rund ein Prozent reduzieren kann und die mechanische Belastung der Zellen minimiert. „Die elektrische Verbindung der Solarzellen erfolgte im Module-TEC des Fraunhofer ISE auf einem speziellen Rückkontakt-Stringer, der gemeinsam mit der Firma Somont entwickelt wurde“, so Harry Wirth, Bereichsleiter Photovoltaische Module, Systeme und Zuverlässigkeit am Fraunhofer ISE.

Neu ist auch die Verkapselung der verschalteten Solarzellen zwischen zwei Gläsern. Die Solarzellen sind nicht wie üblich zwischen Folien laminiert, sondern in einem Glas-Glas-Modul punktuell fixiert. Die Ränder der TPedge-Module werden mit einem thermoplastischen Material abgedichtet, ein zusätzlicher Aluminiumrahmen ist nicht notwendig.