Forschung

BMU-Verbundprojekt:  Entwicklung einer Verfahrenstechnik und -ausrüstung zur Verschaltung von Rückseitenkontaktsolarzellen auf flexiblen Verdrahtungsträgern unter der Verwendung einer ROHS-konformen bleifreien Löttechnologie

Teilvorhaben: Simulation mechanischer Beanspruchungen während der Bearbeitung

Laufzeit:  1.12.2012 – 30.11.2015

Projektpartner: Siemens, Krempel, Seho, Fraunhofer CSP

Projektziel: Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer massenproduktionstauglichen Anlagentechnik zur Lötmontage von rückseitenkontaktierten Solarzellen mit beliebigen Anschlusskonfigurationen (IBC, MWT, EWT) auf flexiblen Verdrahtungsträgern, die Entwicklung von zugehörigen prozesskompatiblen flexiblen Verdrahtungsträgern sowie einer zugehörigen Verfahrenstechnologie zur Lötmontage mit ROHS-konformen Lotwerkstoffen (SnAgCu, SnBi). Weiterhin soll diese neuartige Montagetechnik in den bestehenden Produktionsprozess für Photovoltaikmodule integriert werden, sowie der Nachweis der Langzeitzuverlässigkeit der so hergestellten Module erbracht werden. Die Unterstützung der experimentellen Entwicklung eines Schaltungsträgers für rückseitenkontaktierte Solarzellen erfolgt unter Verwendung der Finite-Elemente-Methode. Diese Methode ermöglicht eine detaillierte Analyse der herstellungs- und betriebsbedingten mechanischen Belastungen dieser neuartigen Verschaltungstechnik. Um diese Methode nutzen zu können, müssen verschiedene Modellteile erstellt und zusammengeführt werden, wozu u.a. die Erstellung geeigneter Materialmodelle gehört. Durch einen ständigen Abgleich mit experimentellen Beobachtungen wird das FE-Modell verfeinert und an reale Phänomene angepasst. Hiernach ist es möglich, detaillierte Analysen einzelner Herstellungsschritte oder Betriebslasten zu erstellen, und somit schnelle Verbesserungen bei komplexen Problemen abzuleiten.

Im Laufe des Projektes wird eine Simulationsplattform zur Berechnung der Zuverlässigkeitseigenschaften von Photovoltaikmodulen erstellt werden. Diese erarbeitete Plattform soll die Grundlage für anschließende Bewertung neuer produktionstauglicher  Modulkonzepte bilden. Weiterhin, soll zu Ausbildungszwecken die Möglichkeit geschaffen werden, den Studenten zu demonstrieren, wie durch gezielte Anwendung von Simulationsrechnungen Zuverlässigkeitseigenschaften von Photovoltaikmodulen abgeschätzt werden können.