Źródło: ise.fraunhofer
Instytut Fraunhofera dla systemów energii słonecznej ISE we Fryburgu opracował specjalny proces klejenia do łączenia krzemowych ogniw słonecznych do przemysłowej produkcji modułów gontowych. Zapotrzebowanie rynku na moduły gontowe szybko rośnie ze względu na ich wysoką wydajność i przyjemną estetykę. Komórka na Fraunhofer ISE jest wyjątkowa w Niemczech. Oferuje szeroki zakres możliwości prototypowej produkcji tego bardzo wydajnego modułu.
Z powodu naprężeń mechanicznych ogniwa gontowe nie mogą być lutowane jak zwykłe ogniwa. Teraz dzięki technologii klejów stało się możliwe wytwarzanie niezawodnych i wytrzymałych łańcuchów ogniw gontowych. Klej nie tylko równoważy rozszerzalność cieplną szkła spowodowaną zmieniającymi się temperaturami otoczenia, ale także nie zawiera ołowiu. Naciąg ogniw firmy teamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH nakłada elektrycznie przewodzący klej lub ECA za pomocą techniki sitodruku i łączy komórki z wysoką precyzją. Achim Kraft, szef zespołu technologii połączeń w Fraunhofer ISE, jest pozytywny: „Estetyka i wysoka gęstość mocy popchną technologię gontów do przodu, szczególnie w przemyśle motoryzacyjnym i do zastosowań zintegrowanych z budynkami. Europejscy producenci modułów coraz częściej pytają o rozwój aplikacji i oceny technologii gontowych ogniw słonecznych. ”
Technologia gontów została opracowana w latach 60. Najpierw jednak z drastycznym spadkiem kosztów krzemowych ogniw słonecznych i udanej realizacji klejów przewodzących była gotowość rynku do osiągnięcia tej technologii. Poprzez gonty znikają luki między ogniwami, maksymalizując możliwą powierzchnię modułu wykorzystywaną do produkcji energii elektrycznej i nadając modułowi jednorodny, estetyczny wygląd. Wyższa wydajność gontu w porównaniu z konwencjonalnymi modułami wynika, po pierwsze, z większej powierzchni czynnej modułu, a po drugie, ponieważ unika się strat cienia spowodowanych przez konwencjonalne montowane powierzchniowo połączenia komórkowe. Straty rezystancyjne są również mniejsze ze względu na niższą gęstość prądu w paskach ogniwa.
Straty i zyski Cell-to-Module (CTM) można szczegółowo przeanalizować za pomocą SmartCalc.CTM, pakietu oprogramowania opracowanego przez Fraunhofer ISE. Ostateczne wyniki pokazują, że moduły gontowe mają sprawność modułów o około 2 procent (absolutną) wyższą niż konwencjonalne moduły o tej samej wydajności ogniwa. Wyniki te zostały potwierdzone pomiarami mocy w laboratorium kalibracyjnym CalLab Moduły fotowoltaiczne Fraunhofer ISE.
Dzięki małym paskom komórkowym można realizować różne formaty modułów, tworząc dużą różnorodność opcji dla określonych aplikacji. Obecnie eksperci Fraunhofer ISE pracują nad optymalizacją ilości użytego kleju, konstrukcją ogniw, a także nad nowymi obszarami zastosowania.
Prace rozwojowe przeprowadzono w ramach projektu PV-BAT400, który był finansowany finansowo przez niemieckie Federalne Ministerstwo Gospodarki i Energii (FKZ 0321125).