Auf dem Weg zur energetischen Unabhängigkeit sollen bestehende Kapazitäten zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen in Deutschland drastisch ausgebaut werden. Dafür wird u.a. eine Vervierfachung des jährlichen Photovoltaik-(PV)-Kapazitätenzubaus mit ca. 40 Mio. neuen PVModulen pro Jahr benötigt. Die angestrebte energetische Unabhängigkeit kollidiert mit der Ressourcenknappheit und diktiert eine effiziente und nachhaltige Ressourcennutzung sowie eine verbesserte PV-Modulqualität mit hoher Lebensdauer. Hierzu können moderne und funktionsangepasste Polymerfolien einen entscheidenden Beitrag leisten. Folienwerk Wolfen GmbH strebt im Rahmen ihres Teilprojekts die Entwicklung neuer, zuverlässiger Verkapselungsfolien für den Einsatz in modernen PV-Modulen an. Der Fokus der Entwicklungsarbeiten liegt dabei auf der Entwicklung neuartiger Rezepturen für Verkapselungsfolien für eine erwartete Modullebensdauer von mehr als 40 Jahren, der Übertragung der Ergebnisse aus Labor und Technikum in den vorindustriellen Maßstab sowie in der Erarbeitung von Verarbeitungsparametern und Festlegung von Qualitätskriterien für die Fertigung der Zielprodukte. langfristiges Ziel ist dabei die Verbesserung der Nachhaltigkeit und Qualität der PV-Module unter Berücksichtigung nationaler Wertschöpfungsketten von Folien- und Modulherstellern. Begleitet werden die Entwicklungsarbeiten durch die Expertise der im Konsortium aktiven Forschungseinrichtungen.
Auf dem Weg zur energetischen Unabhängigkeit mittels erneuerbarer Energiequellen sollen bestehende Kapazitäten in Deutschland mit der Photovoltaik(PV)-Branche im Mittelpunkt drastisch ausgebaut werden. Dafür wird eine Vierfachung des jährlichen PV-Kapazitätenzubaus mit ca. 40 Mio. neuen PV-Modulen pro Jahr benötigt. Die angestrebte energetische Unabhängigkeit kollidiert mit der Ressourcenknappheit und diktiert eine effiziente und nachhaltige Ressourcennutzung sowie eine verbesserte Modulqualität mit hoher Lebensdauer, was anhand modulschützenden, modernen Polymerfolien erreicht werden kann. Für die Verbesserung der Nachhaltigkeit und Qualitäten der Module müssen zwingend nationale Wertschöpfungsketten von Folien- und Modulherstellern, begleitet von der Expertise der Forschungseinrichtungen, aufgebaut werden. Meyer Burger (Industries) GmbH (MBI) strebt an, die Lebensdauer ihrer Module anhand der Verwendung zuverlässiger Folien zu erhöhen. Dabei stehen die folgenden Ziele im Fokus: 1. Entwicklung schnellerer Alterungsprüfungen für 40 Jahre Garantieversprechen 2. Entwicklung einer neuen langzeitstabilen Modul-BOM aus Materialien lokaler Lieferanten (Projektpartner): Verbesserung der UV-Stabilität und Erhöhung des Modulwirkungsgrades (Downshifting), Untersuchung der Wechselwirkung zwischen verschiedenen BOM-Materialien, Fokus auf POE 3. Entwicklung eines Mini-Modul-Referenzprozess für höhere Testkapazitäten in den Klimakammern 4. Vereinfachung der Fertigungsprozesse (Einsatz von Backsheets ohne Aluminium-Lage) 5. Erhöhung der Modulnachhaltigkeit: Einsatz von bleifreien Technologien, Verwendung kürzerer Energierücklaufzeiten MBI wird neue Module mit im Projekt entwickelten Folien fertigen, bewittern und testen. Die damit verbundenen notwendigen Optimierungen der Produktionsprozesse werden ausgeführt.
Das in der Gruppe von Prof. Willenbacher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entdeckte Phänomen der Kapillarsuspensionen wird genutzt, um elektrisch leitfähige Klebstoffe (ECA) basierend auf Silberpartikeln und Polymerharzen, mit hoher elektrischer Leitfähigkeit bei geringem Silbergehalt zu entwickeln. Der Silbergehalt soll mindestens auf die Hälfte der in kommerziell verfügbaren Klebstoffen typischen Konzentration reduziert werden ( kleiner als 40 Gew.%). Die Arbeiten am KIT umfassen die Entwicklung geeigneter ECA-Zusammensetzungen auf der Basis kommerziell verfügbarer Rohstoffe sowie das Design von Scale-up-fähigen Herstellungsprozessen. Zur Erzielung einer hohen Leitfähigkeit bei niedriger Partikelkonzentration soll die Bildung eines perkolierenden Silbernetzwerks durch die Zugabe einer kleinen Menge einer zweiten, nicht mit der Polymermatrix mischbaren Flüssigkeit induziert werden. Vorarbeiten mit Silber/Elastomer-Kompositen haben gezeigt, dass so die Perkolationsschwelle drastisch reduziert werden kann. Für die Polymermaterialien müssen jeweils geeignete Zweitflüssigkeiten gefunden werden. Darüber hinaus soll evaluiert werden, ob der Verbrauch der knappen Ressource Silber durch die Einarbeitung geeigneter Kupfer-, Nickel- oder Graphitpartikel reduziert werden kann. Die Klebstoff-Pasten werden rheologisch charakterisiert, um einerseits das Applikationsverhalten gezielt einzustellen, andererseits, um die Strukturbildung beurteilen zu können. Messungen der elektrischen Leitfähigkeit der Pasten und der ausgehärteten Klebstoffe sind die Hauptkriterien für die gezielte Einstellung der Pasten-Zusammensetzung. Die Klebstoffe werden so konzipiert, dass sie sich nahtlos in etablierte Klebstoffauftrags- und Zellverbindungsprozesse integrieren lassen. Der Klebstoff muss so gestaltet sein, dass die für Solarmodule erforderliche Langzeit- und Witterungsbeständigkeit gewährleistet ist.
Auf dem Weg zur energetischen Unabhängigkeit mittels erneuerbarer Energiequellen sollen bestehende Kapazitäten in Deutschland mit der Photovoltaik(PV)-Branche im Mittelpunkt drastisch ausgebaut werden. Dafür wird eine Vierfachung des jährlichen PV-Kapazitätenzubaus mit ca. 40 Mio. neuen PV-Modulen pro Jahr benötigt. Die angestrebte energetische Unabhängigkeit kollidiert mit der Ressourcenknappheit und diktiert eine effiziente und nachhaltige Ressourcennutzung sowie eine verbesserte Modulqualität mit hoher Lebensdauer, was anhand modulschützenden, modernen Polymerfolien erreicht werden kann. Für die Verbesserung der Nachhaltigkeit und Qualitäten der Module müssen zwingend nationale Wertschöpfungsketten von Folien- und Modulherstellern, begleitet von der Expertise der Forschungseinrichtungen, aufgebaut werden. Die Ziele von Feron liegen dabei in der Verbesserung der Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit der eigenen Rückseitenfolien und Smartwire-Einkapselungsfolie. Es werden dafür neue Rückseitenfolien und Smartwire-Einkapselungsfolie entwickelt, welche durch z.B. einer verbesserten Recyclingfähigkeit, Nachhaltigkeit (z.B. fluorfrei, ohne Aluminiumlagen) und einer langen Lebensdauer zu einer Modullebensdauer von mehr als 40 Jahren beitragen sollen. Durch im Projekt mitentwickelte Testverfahren soll grundsätzlich der Entwicklungsprozess neuer Rückseitenfolien und Smartwire-Einkapselungsfolie vereinfacht und die Prüfung verschiedener Eigenschaften, welche für eine lange Lebensdauer wichtig sind, möglich gemacht werden. Ebenfalls soll im Rahmen des Projektes die Kompatibilität der eigenen Rückseitenfolien und Smartwire-Einkapselungsfolie mit neuartigen Verkapselungsfolien überprüft werden, welche auf Grund gestiegener Anforderungen und neueren Technologien entwickelt und eingesetzt werden.