MWT: die beste und effizienteste Rückkontaktlösung für PV

Da die ganze Welt auf die CO2-Neutralisierung zusteuert, um der gravierenden globalen Erwärmung entgegenzuwirken, wird die Nutzung von Photovoltaik immer beliebter, um das Bauen umweltfreundlicher oder sogar CO2-neutral zu machen.

Da die ganze Welt auf die CO2-Neutralisierung zusteuert, um der gravierenden globalen Erwärmung entgegenzuwirken, wird die Nutzung von Photovoltaik immer beliebter, um das Bauen umweltfreundlicher oder sogar CO2-neutral zu machen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen bodenmontierten PV-Anlagen bevorzugen Module, die entweder am Gebäude befestigt (Building Attached PV, BAPV) oder im Gebäude integriert (Building Integrated PV, BIPV) sind, Produkte mit einer höheren photoelektrischen Umwandlungsrate auf der Vorderseite und nicht die Fähigkeit zur bifazialen Stromerzeugung was durch das Gebäude selbst erheblich eingeschränkt wird. Dies macht das einseitige PV-Modul zur besten Option für gewerbliche und private PV-Anwendungen in Gebäuden und der technische Schwerpunkt lag auf der Frage, wie die Umwandlungsrate der Zelle erhöht werden kann, was ein ewiges und grundlegendes Thema der gesamten PV-Branche war.

Von allen untersuchten technischen Wegen gilt die Rückkontakttechnologie als die vielversprechendste Lösung für die Perspektive einseitiger PV-Module. Im Gegensatz zur Struktur einer herkömmlichen Solarzelle werden bei der Back-Contract-Solarzelle alle Sammelschienen von der Zellvorderseite entfernt und sowohl die positiven als auch die negativen Elektroden auf der Zellrückseite verlegt. Dadurch wird die Abschattung der vorderen Stromschienen effektiv reduziert, um die Lichtempfangsfläche auf ein Maximum zu vergrößern und auch die Effizienz von Zellen und Modulen deutlich zu verbessern.

Bisher gab es drei Arten praktischer Rückkontakttechnologien: Emitter Wrap Through (EWT), Metal Wrap Through (MWT) und Interdigitated Back Contact (IBC), aber aufgrund der hohen Kosten haben nicht alle einen großen Marktanteil durch komplexe Herstellungsprozesse. Bisher konnte nur MWT von Sunport Power, dem in China in Jiangsu ansässigen PV-Hersteller, eine erfolgreiche Kommerzialisierung mit einem Produktionsmaßstab von GW-Niveau erreichen.

Die MWT-Technologie besteht darin, den mit den Fingern gesammelten Strom von der Zellvorderseite auf die Zellrückseite durch die Silberpaste zu übertragen, die in winzige Löcher mit etwa 150 µm Durchmesser gefüllt wird, die per Laser in den Siliziumwafer gebohrt werden. Durch den Wegfall der Stromschienen auf der Vorderseite wird die Lichtempfangsflächenbelegung deutlich um mindestens 3 % erhöht, was zu einer direkten Verbesserung der Moduleffizienz auf 21 % führt. Gleichzeitig werden auch der Silberverbrauch und der Verlust der Minoritätsträgerrekombination an der Grenzfläche zwischen Metallelektrode und Emitter erheblich reduziert.

Das Kern-Know-how von MWT liegt jedoch darin, die Strom-„Zusammenschaltung“ auf der Rückseite effizient zu realisieren. Wie viele andere Forschungsteams zuvor experimentierte Sunport Power hunderte Male mit verschiedenen Ideen und Lösungen unter unterschiedlichen Bedingungen und schließlich hatte das Unternehmen die Lösung gefunden, indem es die leitfähige Rückseitenfolie als beste Lösung verwendete. Mit der speziell entwickelten leitfähigen Rückseitenfolie können die MWT-Solarzellen effektiv in Reihe miteinander verbunden werden.

Es gibt viele weitere Vorteile der modulbasierten MWT-Technologie. Aufgrund der ultimativen Ebenheit der Vorderseite kann bei der Modulproduktion eine 2D-Verkapselungsstruktur verwendet werden, die den Widerstandsverlust erheblich reduziert. Und durch den Wegfall von Sammelschienen und Bändern entfällt die Schweißspannung, die leicht zu schwerwiegenden Mikrobrüchen der Zellen führt. Die Zuverlässigkeit des Zellmoduls wurde durch die MWT-Technologie verbessert. Darüber hinaus sinkt die Betriebstemperatur des Moduls um bis zu 3 °C, was sich positiv auf die praktische Umwandlungseffizienz des PV-Moduls auswirkt und die Leistung der Stromerzeugung im Freien verbessert.

Der MWT ist mehr als eine Technologie, er ist eine Plattform, die mit den meisten Zelltechnologien kompatibel ist, einschließlich TOPCon, PERC und HIT. Sunport Power hat mit anderen Zelltechnologien eine Roadmap zur Umwandlungseffizienz von Solarzellen mit MWT+ erstellt. Für die GW-Kapazitätsproduktionsskala wurde ein durchschnittlicher Wirkungsgrad von 23,45 % für MWT+PERC-Solarzellen erreicht, was offensichtlich höher als bei PERC ist. In Kombination mit dem neuesten HJT kann die neue MWT-Solarzelle bis 2022 einen Modulwirkungsgrad von 25,45 % erreichen.

Sunport Power unternimmt weiterhin Anstrengungen in der Forschung nach einer besser leitenden Rückseitenfolie für MWT, um eine bessere Leistung zu erzielen, nicht nur hinsichtlich der Moduleffizienz, sondern auch hinsichtlich der Zuverlässigkeit. Sunport ist in der PV-Branche stark engagiert und unter dem Motto „Innovation verändert die Welt“ immer auf dem Weg zum Nächsten.