Solarzellen schneller ummanteln
Solarzellen müssen viel aushalten: Schnee, heiße Sommertage, Regen und Feuchtigkeit. Daher betten die Hersteller die Zellen häufig in Kunststoff ein, meistens in Ethylenvinylacetat, kurz EVA genannt. Dazu legen sie eine Folie um die Zellen und erhitzen diese. Ist der Kunststoff weich, wird der gesamte Stapel im Laminator zusammengepresst, so dass er gut um die Zellen fließt und sie umschließt. Dieser vulkanisierende Vernetzungsprozess hat den Vorteil, dass das Material in diesem Zustand nicht mehr schmelzbar ist. Es ist stabiler und schützt die Zellen besser vor mechanischen und thermischen Belastungen. Die Prozesszeiten für das Vulkanisieren sind allerdings recht lang: Etwa 20 Minuten muss der Zellenstapel im Laminator bleiben, manchmal auch länger, was die Produktionskosten in die Höhe treibt. Daher haben sich die Forscher vom Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle mit dem Chemieunternehmen Lancess zusammengetan, um nach Wegen zu suchen, Solarzellen wirksamer zu ummanteln. Gemeinsam haben sie den Laminationsprozess so verändert, dass er statt 20 Minuten nur etwa 7 bis 8 Minuten dauert. "Wir konnten also die Dauer des Gesamtprozesses um mehr als 50 Prozent reduzieren", sagt Dr. Stefan Schulze, Leiter des Teams "Polymermaterialien" am CSP. "Damit können wir im Vergleich zum Standardprozess in der gleichen Zeit doppelt so viele Module auf einer Anlage laminieren, was sich direkt in den Produktionskosten per Modul niederschlägt." Als Vorbild diente den Forschern Drucktinte beim Zeitungsdruck, die durch eine UV-Lampe in wenigen Sekunden vulkanisiert. Ebenso funktioniert der Vernetzer, den Lanxess verwendet - aktiviert durch UV-Strahlung statt durch hohe Temperaturen, vernetzt er den Kunststoff innerhalb weniger Sekunden bei gleichbleibender Qualität. Den UV-Vernetzungsprozess haben die Forscher vom CSP im Fraunhofer-Innovationscluster SolarKunststoffe entwickelt. Hier suchen sie Antworten auf folgende Fragen: Wie lässt sich der Prozess steuern? Welche Temperaturen sind notwendig? Und wie viel Strahlung braucht man? Eine Pilotanlage zur Vernetzung gibt es bereits am CSP: An ihr optimieren die Forscher nun die vier Parameter - die Strahlungsmenge, die Temperatur, die Lampenhöhe und die Vorschubgeschwindigkeit, mit der die Module unter den UV-Lampen durchfahren. "Der Prozess ist einsatzbereit", sagt Schulze. Dem Team zufolge brauchen interessierte Hersteller keine hohen Kosten für die Umrüstung ihrer Produktionsanlagen zu fürchten, da sie lediglich um UV-Lampen erweitert werden müssen. Das heißt, dass die Hersteller Kostendrücken entgegenwirken und gleichzeitig ihre betrieblichen Prozesse beschleunigen können.Weitere Informationen sind abrufbar unter: http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2013/April/photovoltaik-module-schneller-ummanteln.html
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