Kleefproces ontwikkeld voor shingle-celtechnologie

- Mar 23, 2020-

Bron: ise.fraunhofer


Pilot process to apply an electrically conductive adhesive to shingled cells

Het Fraunhofer-instituut voor zonne-energiesystemen ISE in Freiburg heeft een speciaal lijmproces ontwikkeld om siliciumzonnecellen met elkaar te verbinden voor de industriële productie van dakspaanmodules. De marktvraag naar grindmodules neemt snel toe vanwege hun hoge efficiëntie en aangename esthetiek. De celstringer bij Fraunhofer ISE is uniek in Duitsland. Het biedt een breed scala aan mogelijkheden voor de prototypeproductie van deze zeer efficiënte module.


Door mechanische spanningen kunnen grindcellen niet worden gesoldeerd zoals conventionele cellen. Nu met de lijmtechnologie is het voor het eerst mogelijk geworden om betrouwbare en robuuste shingle cell strings te produceren. De lijm compenseert niet alleen de thermische uitzetting van het glas veroorzaakt door wisselende omgevingstemperaturen, maar is ook loodvrij. De celstringer van het bedrijf teamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH brengt de elektrisch geleidende lijm, of ECA, met een zeefdruktechniek aan en verbindt de cellen met een hoge precisie. Achim Kraft, hoofd van het team Interconnection Technologies bij Fraunhofer ISE is positief: “De esthetiek en de hoge vermogensdichtheid zullen de shingle-technologie naar voren schuiven, vooral in de auto-industrie en voor in gebouwen geïntegreerde toepassingen. Europese modulefabrikanten vragen steeds meer naar toepassingsgerichte ontwikkelingen en technologiebeoordelingen voor grindzonnecellen. ”


De shingle-technologie is ontwikkeld in de jaren zestig. Ten eerste met de drastische daling van de kosten van siliciumzonnecellen en de succesvolle realisatie van geleidende lijmen, werd echter de marktbereidheid van de technologie bereikt. Door gordelroos verdwijnen de openingen tussen de cellen, waardoor het mogelijke modulegebied voor elektriciteitsproductie wordt gemaximaliseerd en de module een homogeen, esthetisch uiterlijk krijgt. Het hogere rendement van shingle, in vergelijking met conventionele modules, is enerzijds te danken aan het grotere actieve gebied van de module en ten tweede omdat schaduwverliezen veroorzaakt door conventionele opbouwcelinterconnectoren worden vermeden. De weerstandsverliezen zijn ook minder vanwege de lagere stroomdichtheden in de celstroken.


De Cell-to-Module (CTM) verliezen en winsten kunnen in detail worden geanalyseerd met SmartCalc.CTM, een softwarepakket ontwikkeld bij Fraunhofer ISE. Uit de uiteindelijke resultaten blijkt dat de dakspaanmodules een module-efficiëntie hebben die ongeveer 2 procent (absoluut) hoger is dan conventionele modules met dezelfde celefficiëntie. Deze resultaten werden bevestigd door vermogensmetingen in het kalibratielaboratorium CalLab PV-modules van Fraunhofer ISE.


Met de kleine celstrepen kunnen verschillende module-indelingen worden gerealiseerd, waardoor een grote verscheidenheid aan opties voor specifieke toepassingen ontstaat. Momenteel werken de experts van Fraunhofer ISE aan het optimaliseren van de hoeveelheid gebruikte lijm, het celontwerp en het onderzoeken van nieuwe toepassingsgebieden.


Het ontwikkelingswerk werd uitgevoerd binnen het PV-BAT400-project, dat financieel werd gefinancierd via het Duitse federale ministerie van Economische Zaken en Energie (FKZ 0321125).