Das Solarunternehmen Oxford PV und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) haben Perowskit-Silizium-Solarzellen mit der Matrix-Schindel-Technik des Fraunhofer ISE verschaltet. Oxford PV zählt zu den Pionieren der Perowskit-Silizium-Tandemtechnologie und hat sie als erstes Unternehmen in die Fertigung gebracht.
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„Wir freuen uns sehr, in diesem PV-Modul zwei Hightech-Ansätze aus Europa miteinander kombinieren zu können“, sagt Stefan Glunz, Bereichsleiter Photovoltaik am Fraunhofer ISE. „Dafür haben wir die Solarzellen von Oxford PV in Schindeln geschnitten, in einer Matrix-Struktur angeordnet, mit leitfähigem Klebstoff elektrisch verbunden und dann eingekapselt.“ Die Tandem-Module sind Glas-Glas-Module mit Randversiegelung, um die feuchtigkeitsempfindlichen Zellen zu schützen.
Beide Module erreichen 25,6 Prozent Wirkungsgrad
Das Aufdachmodul mit 491 Watt hat eine Fläche von 1,92 Quadratmetern. Das bifaziale Modul mit 546 Watt misst 2,13 Quadratmeter. Beide erreichen laut Fraunhofer ISE einen Wirkungsgrad von 25,6 Prozent über die gesamte Modulfläche. „Unsere Tandem-Technologie und die Schindel-Verschaltung passen technologisch gut zusammen: Durch die geringeren Stromdichten der Perowskit-Silizium-Solarzellen kann man sie in breitere Streifen schneiden, was die Produktivität erhöht“, erklärt Ed Crossland, Chief Technology Officer bei Oxford PV.
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Tandemsolarzellen erreichen höhere Spannungen und Wirkungsgrade als herkömmliche Zellen, der Strom ist durch die Aufteilung auf zwei Teilzellen aber geringer. Das verringert die Widerstandsverluste im Modul. „Gleichzeitig ist die Klebeverschaltung der Matrix-Schindel-Technologie ein Niedertemperaturverfahren und benötigt keine Kupferverbinder“, ergänzt Crossland.
Höheres Wirkungsgradlimit durch Perowskit-Schicht
Tandem-Solarzellen können die Effizienz deutlich steigern. Durch das Aufbringen einer wenige hundert Nanometer dünnen Perowskit-Zelle auf eine Silizium-Solarzelle steigt das theoretische Wirkungsgradlimit von 29,4 auf 43,3 Prozent. Oxford PV stellt die Zellen und Module in einer Pilotproduktion in Brandenburg an der Havel her. Dabei wird die Perowskit-Zelle mittels Dünnschichtverfahren direkt auf eine Silizium-Heterojunction-Zelle aufgebracht.
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Bei der Matrix-Schindel-Technik werden die Zellstreifen bleifrei mit leitfähigen Klebstoffen verbunden und überlappend angeordnet. Das belegt die gesamte Modulfläche. Die Technik ist zudem tolerant gegenüber Teilverschattung: Der Strom kann verschattete Bereiche umfließen. So lässt sich je nach Verschattung nach Angaben des Fraunhofer ISE die doppelte Leistung im Vergleich zu herkömmlich verschalteten Modulen erzeugen. (nhp)
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