Kleben statt löten
Das Kleben von Zellverbindern von Hocheffizienz-Solarzellen ist laut Fraunhofer-Institut ISE marktreif.
Klebestringer der Firma Teamtechnik für die industrielle Verschaltung von Heterojunction-Solarzellen. Bild: Teamtechnik
Die leitfähige Klebepaste wird mittels einer Siebdruck-Maske aufgebracht. Bild: Fraunhofer ISE
Solarzelle mit leitfähigem Kleber und Zellverbinder. Bild: Fraunhofer ISE
Das Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts mit dem Industrieunternehmen Teamtechnik im Projekt „KleVer“ ist, dass die Klebetechnologie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann.
Niedrigere Temperaturen
Bei der Klebetechnologie liegt die Prozesstemperatur unter 180°C, wodurch die Heteroschichten der Zellen nicht geschädigt werden. Dieser Zelltyp, der aktuell die höchsten Wirkungsgrade aufweist, kann konventionell nicht bei über 200°C verlötet werden. Auch die thermomechanische Belastung ist durch die geringere Steifigkeit der Klebeschicht niedriger. Damit sinkt die Gefahr von Mikrorissen und Brüchen in den Zellen.
Durchsatz 1600 Zellen/Stunde möglich
Der Durchsatz in der industriellen Produktion soll nur geringfügig niedriger als beim klassischen Verlöten der Zellen sein. Die Taktzeit zur Verschaltung einer Zelle im Teamtechnik-Stringer liegt bei weniger als 2,3 Sekunden und wird wesentlich durch die Aushärtegeschwindigkeit des verwendeten Klebermaterials bestimmt.
Auf dem Stringer konnte nachgewiesen werden, 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. Die bereits hergestellten Heterojunction-Module mit Klebeverbindungen zeigen eine Leistung von 320 Watt bei einer Standardgröße von 60 Zellen.
„Wir sind zufrieden“
„Nachdem wir unsere Expertise zum leitfähigen Kleben von Siliciumsolarzellen 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“, resümiert Achim Kraft, Projektleiter und Leiter des Teams Verbindungstechnik am Fraunhofer ISE.
