10. Nov 2017

Dünnschicht-Solarmodule auf Basis des Halbleitermaterials CIGS zeigen ihr Potenzial als effiziente ästhetische Solarmodule insbesondere in Solarfassaden. Im Bild Solarfassade in Bern. ©Bild: Avancis

Avancis: Koordiniert CIGS-Forschungsprojekt für optimierte Modulerträge

(PM) Der CIGS-Modulhersteller Avancis aus München koordiniert das neue Forschungsprojekt My CIGS, das sich zum Ziel gesetzt hat, die ertragsrelevanten Faktoren von CIGS-Dünnschichtmodulen weiter zu optimieren. Der Modulertrag beschreibt den Nutzen, den der Kunde von einem installierten Modul erwarten kann.


Dieser hängt jedoch nicht nur von der Nominalleistung des Moduls ab, sondern auch von seinem Ertragsverhalten im Zusammenspiel mit komplexen Einflussgrössen, wie den klimatischen Gegebenheiten am Installationsort oder der Ausrichtung der Installation.

Ästhetische Solarmodule für Gebäudeintegration
Dünnschicht-Solarmodule auf Basis des Halbleitermaterials CIGS, eine Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid-Verbindung, zeigen eindrucksvoll ihr Potenzial als hocheffiziente ästhetische Solarmodule im Bereich der Gebäudeintegrierten Photovoltaik (BIPV), insbesondere in Solarfassaden. Vor allem beim Ertrag zeigen CIGS-Module erhebliche Technologievorteile gegenüber Modulen aus kristallinem Silizium. Diese bestehenden Vorteile wollen die CIGS-Wissenschaftler im Forschungsprojekt z. B. mit Hinsicht auf das solare Bauen weiter ausbauen.

Im Verbund mit der Universität Oldenburg, der Universität Erlangen-Nürnberg und dem Photovoltaik-Kompetenzzentrum (PVcomB) des Helmholtz-Zentrum Berlins sollen ertragsrelevante Einflussgrössen durch die Optimierung der Halbleiterschichten im Modulaufbau verbessert und nachgewiesen werden. Das Projekt wird vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert.

Optimierung der Halbleitereinzelschichten
Spezifisch für die CIGS-Technologie sollen hierfür alle Einzelschichten optimiert werden, die sich auf die ertragsrelevanten Parameter auswirken. Deren jeweilige Einflüsse auf den Temperaturkoeffizienten, auf das Schwachlichtverhalten, auf die Winkelabhängigkeit der Einstrahlung und auf die spektrale Empfindlichkeit werden dann an Modulen mit optimierten Schichten getestet. Im Verbundprojekt wird eine enge Verzahnung von innovativen Herstellungsprozessen mit hochwertigen Analyse- und Charakterisierungsmethoden erreicht. Numerische Simulationen ergänzen das Prozessverständnis, in Bauteilsimulationen werden Einflüsse der Materialeigenschaften überprüft und Ertragssimulationen unterstützen den Nachweis der erreichten Verbesserungen.

Erschwerte Bedingungen
„Die Verknüpfung von anwendungsspezifischen PV-Systemaspekten mit mikroskopischen Halbleitereigenschaften ist ein innovativer und spannender Ansatz, der am besten in einem solchen Verbund zusammen mit erfahrenen und angesehenen Universitäts- und Forschungsinstituten verfolgt werden kann“, erklärt Jörg Palm, CTO der Avancis GmbH. Da Solarmodule bei Fassadenintegrationen schlechter hinterlüftet sind und im Normalfall unter weniger vorteilhaften Winkeln und Verschattungssituationen installiert werden, gelten im BIPV-Bereich in der Regel erschwerte Bedingungen für den Ertrag. Die Anforderungen für den Temperaturkoeffizienten, das Schwachlichtverhalten und die Winkelabhängigkeit der Module, die alle massgeblichen Einfluss auf das Ertragsverhalten haben, sind in der BIPV ausgeprägter. Im Förderprojekt My CIGS werden die erzielten Verbesserungen im Modul nach Abgleich mit der Ertragssimulation in einer speziellen Anlage für gebäudeintegrierte Photovoltaik nachgewiesen.

Als Hersteller von ästhetischen CIGS-Modulen für Solarfassaden ist Avancis zudem assoziierter Partner beim Forschungsprojekt CIGS-Fassade unter der Leitung des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW). Ziel dieses Projektes sind Untersuchungen des Moduldesign hinsichtlich Energieertrag, Schattentoleranz, Montagefreundlichkeit und Flexibilität der Modulgrösse speziell für Fassaden.

Text: Avancis GmbH

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