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Abb. 13: Magnetron-Sputteranlage zur Oberflächenbeschichtung.
© Fraunhofer IST

Abb. 14: Konzentrator-Photovoltaikmodule.
© Matthias Heyde, Fraunhofer
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Qualitätssicherung bei Modulentwicklung und -erprobung

Bei der heutigen Massenfertigung im Maßstab von Hunderten Megawatt-pro-Jahr-und-Fabrik werden Inline-Messtechnik und Qualitätssicherung immer wichtiger. Das Fraunhofer ISE entwickelte Instrumente zur Qualitätskontrolle in der Solarzellenproduktion. Dabei ging es insbesondere darum, welche im Prozessablauf messbaren Kenngrößen mit der Leistung der produzierten Zellen korrelieren und darum, welche Kenngrößen kontrolliert werden müssen, weil kritische Abweichungen Probleme bei nachfolgenden technologischen Schritten anzeigen. Verfahren zur Messung des Schichtwiderstands des Emitters, der Trägerlebensdauer von Ausgangsmaterial und teilprozessierten Solarzellen sowie der Leistungsverluste aufgrund parasitärer Widerstände wurden entwickelt und getestet.

Das ISFH erforscht geeignete Algorithmen für eine simultane Auswertung der Ergebnisse unterschiedlicher Messverfahren. Mit neuen kamerabasierten Messmethoden werden die Orte von Verlusten lokalisiert. Ein neues Kombi-Analysegerät wird alle notwendigen Messverfahren integrieren und eine weitgehende Automatisierung der Messungen ermöglichen.

Ziel eines Standardisierungsprojektes vom ISE mit Industriepartnern und der Physikalisch Technischen Bundesanstalt ist es, die Zellenklassifizierung der deutschen Hersteller viel genauer vergleichen zu können. Hier konnte die absolute Genauigkeit der am ISE für die Industrie kalibrierten Referenzzellen auf einen neuen, im internationalen Vergleich führenden Stand angehoben werden.

Die Zuverlässigkeit von PV-Modulen wird von den Fraunhofer Instituten ISE und IWM sowie dem TÜV Rheinland untersucht. Da Module mit innovativen, kostensenkenden Materialien mehrere Jahrzehnte einer Bewitterung standhalten müssen, wird ihre Gebrauchstauglichkeit und Beständigkeit unter künstlicher Bewitterung beschleunigt geprüft und unter verschiedenen Klimaten realitätsnah verifiziert.

Um mit der stürmischen technologischen Entwicklung in der Industrie Schritt zu halten, wurden die Prozessierungs- und Charakterisierungstechnologien der führenden industrienahen deutschen Forschungslabore am ISE, dem ISFH und der Uni Konstanz auf den neuesten Stand gebracht. PV-TEC am ISE ist zugleich Forschungsfabrik für Solarzellen und Evaluationszentrum für innovative Produktionsprozesstechnologien. Am ISE entsteht ein Modul-Technologiezentrum (MTC), das Prozessentwicklung für Verbindungs- und Versiegelungstechnologien, Modulentwicklung für kommende Zellgenerationen, Qualitätssicherung in der Produktion sowie Materialerprobung umfasst. Am ISFH wurde eine industrierelevante Infrastruktur für großflächige Prozesstechnologien für dünne Solarzellen und industrienahe Laserprozesse etabliert. Eine state-of-the-art Solarzellenfertigung dient zur Optimierung des Fertigungsprozesses.

Merkzettel

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Liste der BMU-Forschungsvorhaben
(pdf, 3 Seiten, 402 kB)

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