SolarLIFE untersucht Langzeitveränderungen an Solarzellen

Tim Reckmann / pixelio.de

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Längere Lebenszeiten für Solarzellen – das ist das erklärte Ziel des Forschungsverbundes SolarLIFE, in dem sich neun wissenschaftliche Einrichtungen und sieben Industrieunternehmen aus Deutschland und den Niederlanden zusammengetan haben. SolarLIFE steht für „Langzeit-Instabilitäten von Solarzellen – Forschung für einen erhöhten Ertrag“.

Die Koordination des Verbunds haben die Universität Potsdam und das Fraunhofer-Institut für Solare Energieforschung (ISE) übernommen. Gefördert wird das Projekt mit insgesamt 3,8 Millionen Euro, wovon das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) den größten Anteil übernimmt. Auch die teilnehmenden Industrieunternehmen beteiligen sich an der Finanzierung.
Langzeitschäden an Solarzellen bilden Untersuchungsschwerpunkt

Die Hauptaufgabe liegt nun darin, zu klären und zu verstehen, welche Langzeitveränderungen in den Solarzellen bedingt durch die lange Betriebszeit auf Materialebene auftreten. Ebenso ist es Gegenstand der Forschungen, Schäden bestimmten Regionen zuzuordnen und Möglichkeiten zu finden, deren Entstehung zu vermeiden.

Laut der Konstanzer Physikerin Annika Zuschlag seien hierfür zeitintensive Messungen notwendig, die nicht allein an einem Institut durchgeführt werden können. Durch den Zusammenschluss in einem Forschungsverbund sei es nun möglich, Langzeit-Messplätze zu koordinieren und das Wissen sowie die Spezialanalysemethoden der einzelnen Partner unbürokratisch zu teilen. Die Industriepartner seien zudem nicht nur auf finanzieller Ebene an der Grundlagenforschung beteiligt, sondern stellten auch aktuelle Materialien und Proben zur Verfügung, ergänzt Dr. Wolfram Kwapil aus Freiburg, der ebenso an der Koordination des Projektes beteiligt ist.

Der Forschungscluster SolarLIFE umfasst Unternehmen, die dem gesamten Spektrum der Photovoltaik-Branche entstammen. Diese reichen vom Solarzellenhersteller über Maschinenbauer bis zu den Produzenten von Folien von Solarmodulen. Das Projekt unterteilt sich in vier Teilbereiche bzw. Projekte, mit denen der gesamte Forschungsbereich der Herstellung von Solarzellen und Solarmodulen sowie deren Charakterisierung abgedeckt wird.

Längere Lebensdauer von Solarzellen durch Aufzeichnung von Alterungseffekten

Um die Langzeiteffekte auf Solarzellen ermitteln zu können, werden beispielsweise Degradationstests durchgeführt. Bei diesen werden Solarzellen bzw. komplette Solarmodule unter kontrollierten Beleuchtungsbedingungen kontinuierlich vermessen, während sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt sind. Auf diese Weise lässt sich der zeitliche Verlauf von Langzeiteffekten unter Betriebsbedingungen besser ermitteln. Dabei wird vor allem den vorhandenen Grenzflächen und der Veränderung materialbedingter Defekte größere Beachtung zuteil. Mithilfe der beobachteten Ergebnisse lassen sich dann sowohl ein besseres Verständnis der Alterungseffekte als auch ein Beitrag zu deren langfristiger Vermeidung erzielen.

Weitere Einflussfaktoren bei der Haltbarkeit von Solaranlagen

Die Haltbarkeit von Solarmodulen ist schon länger Gegenstand von Forschungen. Laut Experten vom Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme gebe es beispielsweise keine physikalischen Gründe, weswegen eine Solarzelle nicht auch 40 Jahre oder länger funktionieren solle. Wichtigste Voraussetzung hierfür sei eine ordentliche Verarbeitung. Meist seien es andere Bestandteile des Solarmoduls, die sich für eine Verkürzung der Lebensdauer verantwortlich zeigten. Beispiele sind die Glasabdeckung und undichte Anschlussdosen. Auch der Wechselrichter sei für die Haltbarkeit eines Moduls entscheidend. Dessen optimale Lebensdauer liegt bei 10 Jahren, weswegen er mindestens einmal ausgetauscht werden muss. Zudem lassen sich ältere Verkabelungen durch spezielle Solarkabel austauschen, die für eine Haltbarkeit von 25 Jahren ausgelegt sind.

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