Die steigende Nachfrage nach hocheffizienten PV-Modulen bei gleichzeitig niedrigeren Produktionskosten führt zu neuen Designs von Solarzellen. Um den Modulwirkungsgrad zu steigern, muss zunächst der Zellwirkungsgrad optimiert werden, um den späteren Betrieb unter Modulbedingungen zu gewährleisten.
Die Anzahl der Stromschienen kann variiert werden, um den Gesamtwiderstand der miteinander verbundenen Solarzellen zu verringern. Darüber hinaus bietet ein System mit mehreren Stromschienen ein hohes Kosteneinsparungspotenzial durch den reduzierten Metallverbrauch bei der Metallisierung der Vorderseite. Dies führte zur Entwicklung von Mehrfachstromschienen für die PV-Modulindustrie.
Was ist eine Solarzellen-Sammelschiene?
Silizium-Solarzellen sind mit dünnen, rechteckigen Metallstreifen versehen, die auf der Vorder- und Rückseite der Solarzelle aufgebracht sind. Diese Metallkontakte, sogenannte Stromschienen, haben eine wichtige Funktion: Sie leiten den von der Solarzelle erzeugten Gleichstrom. Häufig bestehen Stromschienen aus Kupfer und sind mit Silber beschichtet. Die Silberbeschichtung ist notwendig, um die Stromleitfähigkeit (Vorderseite) zu verbessern und die Oxidation (Rückseite) zu verringern.
Funktionsweise der Solarstromschiene:
Die Finger sammeln den erzeugten Strom und leiten ihn an die Sammelschienen weiter. An die Sammelschienen sind Anschlussdrähte gelötet, um Zellstränge zu verbinden und so den Strom eines Zellstrangs zu sammeln. Gruppen von Zellsträngen mit Anschlussdrähten sind parallel über Sammelschienen verbunden, die dann die gesamte Leistung aller Zellen an den Verteilerkasten weiterleiten.
Die Oberfläche einer herkömmlichen Solarzelle zeichnet sich im Wesentlichen durch ein Gitter aus feinen, stromaufnehmenden und -abgebenden Kontakten sowie durch die stromleitenden Sammelschienen aus. Diese Kontakte – die Sammelschienen und die Kontaktflächen – werden mittels Siebdruck auf die Oberfläche aufgebracht. Dieses Verfahren haben wir bereits in einem früheren Artikel über die Solarzellenproduktion vorgestellt.
Solarstromschienen – Entwicklungstrends und Zukunft:
Die gängigste Solarzellenkonstruktion verwendet zwei oder drei vollflächig auf die Zelle aufgedruckte Stromschienen. Auch heute noch sind die meisten PV-Module mit solchen 3-Busbar-Zellen (3BB) ausgestattet, wie sie üblicherweise abgekürzt werden.
Da die Verbesserung bestehender Solarzellentechnologien immer schwieriger wird, weil die Forscher darum kämpfen, mehr aus herkömmlichen Zellen herauszuholen, und atemberaubende, stabile neue Solarzellentechnologien noch nicht in Sicht sind, geht der Trend in der Branche zunehmend dahin, das Zelldesign und die Herstellung zu überdenken, um Effizienz und Zuverlässigkeit weiter zu steigern.
Was sind Multi-Busbar-Zellen?
Mehrschienenzellen, insbesondere 5-Schienen-Zellen (5BB), zählen aktuell zu den wichtigsten Trends im Solarzellen- und Moduldesign. Die erhöhte Anzahl an Schienen reduziert die Innenwiderstandsverluste aufgrund des geringeren Abstands zwischen den Schienen.
Unterschiedliche Stromschienen in der Solarzelle
Obwohl die höhere Anzahl an Stromschienen die Verschattung der Solarzelle erhöht, ist die Gesamtleistung von Mehrstromschienenzellen deutlich besser als die von herkömmlichen 2BB- oder 3BB-Zellen. Dies liegt an der reduzierten effektiven Fingerlänge zwischen den Stromschienen, wodurch die Widerstandsverluste an den Fingern verringert und die Auswirkungen von Mikrorissen minimiert werden. Da Mikrorisse typischerweise zwischen den Stromschienen auftreten, beschränkt sich deren Auswirkung auf kleinere betroffene Zellabschnitte zwischen zwei Stromschienen. Daher ist die Langzeitstabilität einer Mehrstromschienenzelle im Vergleich zu herkömmlichen 2BB- und 3BB-Zellen auch bei Mikrorissen höher.
Mit dem Fortschritt der Solartechnologie
EverExceed Solarmodule
sind außerdem mit der fortschrittlichen Multi-BusBars-Technologie ausgestattet, um eine beispiellose Effizienz sowie eine höhere Leistungsgarantie zu gewährleisten.
