12.05.2011
Einsatz thermoanalytischer Messverfahren in der Photovoltaik
Christian Ehrich , Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik (CSP)
Stefan-H. Schulze , Fraunhofer-Center für Silizium Photovoltaik (CSP)
Die meisten modernen, kommerziellen Solarmodule der großen Massenhersteller beruhen auf dem gleichen Konstruktionsprinzip. Die aus hochreinem Silizium hergestellten und anschließend miteinander verschalteten Solarzellen werden zwischen Glas, Polymerfolie und einer Rückseitenfolie zu einem Verbund laminiert und nach dem Laminiervorgang mit einem Rahmen versehen. Die Folie, aufgrund ihrer Isolations- und Schutzwirkung als "Verkapselungsmaterial" bezeichnet, hat einen wesentlichen Einfluss auf die Lebensdauer des gesamten Moduls, denn Verfärbungen, Delamination oder Zersetzung können die Leistungsfähigkeit desselben stark herabsetzen.
Seit den frühen 80er Jahren wird fast ausschließlich Ethylen-Vinylacetat (EVA) zur Verkapselung von Solarmodulen eingesetzt. Um Kosten zu reduzieren und einige negative Eigenschaften von EVA, wie etwa die geringe Lagerungsdauer, die lange Vernetzungszeit und Degradationseffekte wie Vergilbung zu umgehen, sind die Modulhersteller seit längerer Zeit auf der Suche nach Alternativen. Aus der Branche der Glashersteller sind das Polyvinylbutyral (PVB), welches dort seit vielen Jahren zur Laminierung von Sicherheitsglas eingesetzt wird und die ursprünglich ebenfalls für diesen Einsatzzweck entwickelten thermoplastischen Silikonelastomere (TPSE) in den Fokus gerückt. Zur Charakterisierung des Verarbeitungsverhaltens in Hinsicht auf die Optimierung der Herstellungsprozesse aber auch zur Qualitätskontrolle der angelieferten beziehungsweise verarbeiteten Materialien, bieten sich thermoanalytische Messverfahren wie Dynamische Differenz-Kalorimetrie und Dynamisch-Mechanische Analyse an.