Rückseitenfolien für PV-Module mit einer Lebensdauer von mindestens 40 Jahren

Für die Zuverlässigkeit eines Solarmoduls spielen die Qualität und die Verarbeitung der Verkapselungs- und Rückseitenfolien eine bedeutende Rolle. Nur wenn die Qualität, Verarbeitung und Kompatibilität der Folien stimmen, ist ein Schutz der verschalteten Solarzellen vor Umwelteinflüssen gewährleistet und das Modul für Jahrzehnte einsatzbereit. Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP untersucht zusammen mit Partnern neuartige Verkapselungs- und Rückseitenfolien für PV-Module, die eine Lebensdauer von mindestens 40 Jahren vorweisen sollen.

© Fraunhofer CSP
Im Weatherometer können Bewitterungstests mit variierenden Stressparametern durchgeführt werden.
Das Projekt »Folie40« hat eine Laufzeit von drei Jahren und wird im 7. Energieforschungsrahmenprogramm des BMWK gefördert.

Die polymeren Verkapselungs- und Rückseitenfolien in Solarmodulen tragen maßgeblich zu deren Effizienz, Langlebigkeit und Widerstandsfähigkeit bei. Die Folien schützen die verschalteten Solarzellen vor Umwelteinflüssen wie z.B. Regen und Feuchtigkeit, Oxidierung und UV-Bestrahlung sowie vor mechanischer Beanspruchung und chemischen Verunreinigungen und müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllen.

Neue Entwicklungen im Bereich Solarmodulfolien konzentrieren sich auf die Langlebigkeit der Module, ihre Widerstandsfähigkeit und die Kostenoptimierung. Hier setzt das jetzt gestartete Projekt »Folie40« an. Das Konsortium aus Folien- und Modulherstellern und Forschungseinrichtungen verfolgt das Ziel, gemeinsam neuartige Verkapselungs- und Rückseitenfolien für PV-Module mit einer Lebensdauer von mindestens 40 Jahren zu entwickeln. Aktuell geben Hersteller von Photovoltaik-Modulen eine Leistungsgarantie von 25 Jahren auf 80 Prozent der Ausgangsleistung.

»Auf dem Weg zur energetischen Unabhängigkeit in den kommenden Jahren werden circa 40 Millionen neue PV-Module pro Jahr benötigt – eine Vervierfachung des bisherigen Zuwuchses. Diese angestrebte Dimension stellt die PV-Branche aktuell mit Blick auf die Ressourcenknappheit vor Hindernisse und setzt deshalb eine effiziente und nachhaltige Ressourcennutzung sowie eine verbesserte PV-Modulqualität mit hoher Lebensdauer voraus. Hierbei können funktionsangepasste Polymerfolien einen entscheidenden Beitrag leisten. Denn es sind sehr oft die Polymerfolienbestandteile des PV-Moduls, die dessen Lebensdauer limitieren«, sagt Dr. Anton Mordvinkin, Teamleiter »Polymercharakterisierung und -bewertung« in der Gruppe »Materialanalytik« am Fraunhofer CSP.

Das Fraunhofer CSP bringt im Projekt seine Kompetenzen im Bereich Polymeranalytik und Polymerbewertung ein und bearbeitet Fragen, die zum Verständnis der Materialveränderungen bei realistischen Betriebsbedingungen beitragen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler führen hierzu Bewitterungstests mit variierenden Stressparametern systematisch durch, die mit Ergebnissen der Freibewitterung korreliert werden. Zudem wollen sie eine Benchmark-Materialien-Datenbank für die Identifizierung der relevanten Materialeigenschaften für die erhöhte Lebensdauer schaffen. So können Rückschlüsse auf den Zusammenhang zwischen Folienmaterialformulierung, Materialkombinationen, Materialalterung und Umweltbedingungen gezogen werden und somit eine für den Einsatzort spezifische Betriebsdauervorhersage möglich werden.

Das Projekt »Folie40« hat eine Laufzeit von drei Jahren und wird im 7. Energieforschungsrahmenprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Zum Projektkonsortium gehören Folienwerk Wolfen GmbH, Meyer Burger (Industries) GmbH, Aluminium Féron GmbH & Co.KG, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und die Hochschule Anhalt.