07_Wie werden aus Solarzellen Solarmodule?
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Wie werden aus Solarzellen Solarmodule?
Kristalline Siliziumzellen sind circa 10 x 10 cm oder 15 x 15 cm groß, Dünnschichtzellen je nach Herstellungsverfahren circa 60 x 100 cm. Um Solarmodule in der gewünschten Form und Größe zu erhalten und damit die gewünschte elektrische Leistung zu erzielen, werden mehrere Solarzellen miteinander verschaltet (entweder in Reihe oder parallel).
Zum Schutz vor Belastungen und Witterung werden die Solarzellen zwischen Glasscheiben und/oder Folien eingeschlossen („verkapselt“). Der Schichtenaufbau dabei sieht folgendermaßen aus:
Diese Schichten werden miteinander laminiert. Dabei „verschmilzt“ bei hoher Temperatur die innere Folie mit den äußeren Schichten und der Solarzelle und bildet einen Verbund. Es entstehen Glas-Glas-Module oder Glas-Folien-Module, je nachdem, ob für die Rückseite eine Glasscheibe oder eine Kunststofffolie verwendet wird. Die biegsamen Dünnschichtzellen können bei Bedarf auch ganz ohne Glas auskommen.
Abbildung 8: Schichtaufbau eines Solarmoduls, einmal als Glas-Folie-Modul (links), einmal als Glas-Glas-Modul (rechts) (Quelle: GrAT)
Bei Standardmodulen wird für die Frontseite (die der Sonne zugewandte Seite) Einscheibensicherheitsglas verwendet und für die Rückseite eine Kunststoffverbundfolie (Poly-Vinyl-Fluorid, PVF). Die innere Folie ist meist aus EVA (Ethyl-Vinyl-Acetat). Alternativ dazu kann die Solarzelle auch mit PVB-Folie (Poly-Vinyl-Bytural) zwischen zwei Glasscheiben eingeschlossen werden. Dadurch entsteht ein starker Aufbau ähnlich wie Verbundsicherheitsglas, und das Solarmodul kann damit auch z. B. als Überkopfverglasung oder als eigenständiges Fassadenelement in Gebäude integriert werden. Eine zweite Methode neben dem Laminieren mit Folien ist das Einschließen von Solarzellen mit Gießharz. Dafür werden die Solarzellen zwischen zwei Glasscheiben befestigt und die Zwischenräume mit flüssigem Gießharz ausgefüllt, das dann aushärtet. Eine dritte Möglichkeit ist, Dünnschichtzellen gleich auf dem Trägermaterial herzustellen (dabei wird, wie wir bereits wissen, eine sehr dünne Schicht Halbleitermaterial direkt auf das Trägermaterial, z. B. eine Glasscheibe oder auf Metallbahnen, aufgebracht). Auch diese Elemente lassen sich gut für die Gebäudeintegration verwenden.
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