Wenn man sich auf einer Solarmesse oder in einem Händlerkatalog umschaut, fällt eines besonders auf: Mono-Glas-TOPCon-Module sind fast nirgends zu finden. Dabei ist die Mono-Glas-Technologie seit 1954 Teil der Photovoltaik-Geschichte und wird wegen ihres geringeren Gewichts, ihrer besseren Wärmeableitung und ihrer bewährten Zuverlässigkeit in jahrzehntelangem Außeneinsatz geschätzt. Warum hat die Branche sie dann fast vollständig zugunsten von TOPCon aufgegeben – und gibt es eine Technologie, die Mono-Glas wieder zurückbringen kann?
ABC Zelle
Bild: AIKO Mono-Glas: Ein bewährtes Konzept mit modernem Charme
Seit den ersten PV-Modulen bestand die Standardkonstruktion aus Glas auf der Vorderseite und einer Polymer-Rückseitenfolie auf der Rückseite. Diese Monoglas-Konfiguration reduzierte nicht nur das Modulgewicht, sondern trug auch dazu bei, interne Feuchtigkeit abzuleiten und die Betriebstemperaturen zu senken – zwei entscheidende Faktoren für die langfristige Stabilität. Auch heute noch ist sie aufgrund ihrer geringeren Belastung ideal für gewichtsempfindliche Dächer in gewerblichen und industriellen sowie privaten Anwendungen geeignet.
Die Herausforderung bei TOPCon: Die Schwierigkeit mit Monoglas
Trotz der klaren Vorteile von Monoglas wurde die TOPCon-Technologie bislang weitgehend auf Doppelglas-Designs beschränkt. Der Grund dafür ist nicht die Marktpräferenz, sondern die Materialwissenschaft.
- Materialempfindlichkeit: TOPCon-Zellen basieren auf Silberpaste, die Aluminium, Glasfritte, aktive Metalle und deren Oxide enthält, um nach der Bor-Diffusion elektrische Kontakte herzustellen. Diese Zusatzstoffe sind sehr feuchtigkeitsempfindlich. Wenn Wasserdampf eindringt, löst dies elektrochemische Korrosion aus, wodurch der Widerstand erhöht und schließlich die Verbindung zwischen Zelle und Kontakten unterbrochen wird.
- Schnelleres Eindringen von Feuchtigkeit: Mono-Glasmodule verwenden eine Polymer-Rückseitenfolie, die 10- bis 30-mal feuchtigkeitsdurchlässiger ist als eine Glas-Rückseitenfolie. Dies beschleunigt den Korrosionsprozess in TOPCon-Zellen.
- Dokumentierte Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit: In Laborversuchen mit feuchter Hitze (DH1000) haben Mono-Glas-TOPCon-Module Leistungsverluste von bis zu 65 % gezeigt, was ihre Unfähigkeit unterstreicht, längerer Feuchtigkeit und Hitze standzuhalten.
Das Ergebnis? TOPCon-Hersteller verzichten vollständig auf Monoglas und bleiben bei schwereren Doppelglasformaten – auch wenn dies bedeutet, dass sie Chancen in Märkten verpassen, in denen Gewichtsbeschränkungen und Flexibilität bei der Installation eine Rolle spielen.
Wie die ABC-Technologie den Weg für Monoglas wieder öffnet
Im Gegensatz zu TOPCon haben All-Back-Contact-Zellen (ABC) eine grundlegend andere Architektur:
- Kupfer anstelle von Silberpaste: ABC-Zellen verwenden Kupferverbindungen, wodurch Glasfritte und Aluminiumpartikel, die mit Feuchtigkeit reagieren, vermieden werden. Die chemische Stabilität von Kupfer gewährleistet eine langfristige Kontaktzuverlässigkeit, selbst wenn geringfügig Feuchtigkeit eindringt.
- Keine Metallisierung auf der Vorderseite: Alle Elektroden befinden sich auf der Rückseite, sodass es keine silbernen Leitungen auf der Vorderseite gibt, die korrodieren könnten.
- Vollflächige Passivierung: Eine dichte Passivierungsschicht umhüllt die gesamte Zelle und bietet umfassenden Schutz vor dem Eindringen von Wasserdampf.
- Nachgewiesene Haltbarkeit in Tests: In Feuchtigkeits- und Hitze-Simulationen behielten kupferbeschichtete Zellen ihre Leistungsfähigkeit weitaus länger als herkömmliche Zellen mit Silbergittern, was ihre überlegene Korrosionsbeständigkeit bestätigt.
Das bedeutet, dass ABC-Zellen mit einer Monoglas-Verkapselung kombiniert werden können, ohne die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen – so werden die Vorteile des geringen Gewichts von Monoglas mit der hohen Leistungsfähigkeit der modernen N-Typ-Technologie vereint.
Warum ist das für Dächer wichtig
Bei gebäudemonierten Anlagen ist das Gewicht mehr als nur ein Konstruktionsdetail – es kann ausschlaggebend dafür sein, ob eine Solaranlage installiert wird oder nicht. Leichtere Monoglasmodule reduzieren die strukturelle Belastung, vereinfachen die Installation und senken die Kosten für die Systemkomponenten. In Kombination mit einer Zelltechnologie, die über Jahrzehnte hinweg Feuchtigkeit standhält, sind sie eine überzeugende Wahl für gewerbliche und private Dachflächen.
Die ABC-Technologie erfüllt diese Anforderungen und ermöglicht „leichte und dennoch sorgenfreie“ Solarlösungen, die eine hohe Leistung und Zuverlässigkeit gewährleisten. Angesichts der Bestrebungen der Branche, eine CO2-neutrale Zukunft zu erreichen, könnte die Kombination bewährter Vorteile von Monoglas mit der Effizienz der nächsten Generation die Art und Weise, wie Dächer mit Solaranlagen ausgestattet werden, grundlegend verändern.
Über AIKO
AIKO, ein führender Anbieter von Solartechnologie, der sich auf die Forschung, Entwicklung und Herstellung von Solarerzeugungsprodukten und integrierten Lösungen für das Laden von PV-Speichern spezialisiert hat. AIKO bietet seinen Kunden Solarzellen, ABC-Module (All Back Contact) und szenariobasierte Paketlösungen. Geleitet von der Mission "Empowering transformation towards a carbon-free era" verfolgt AIKO weiterhin extreme Innovationen und Spitzentechnologien. Weitere Informationen finden Sie unter https://aikosolar.com.