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Für seine Dissertation »Parasitäre Oxide an vergrabenen Grenzflächen in modernen Silizium-Solarzellen« ist Stefan Lange vom Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle (Saale) mit dem mit 500 Euro dotierten Heinz-Bethge-Preis für Materialwissenschaften der Heinz-Bethge-Stiftung für angewandte Elektronenmikroskopie ausgezeichnet worden. Seine Erkenntnisse können dazu beitragen, die grundlegenden Eigenschaften der Schichtsysteme in einer Solarzelle und die damit verbundenen elektronischen Eigenschaften besser zu verstehen.

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.

In Deutschland werden dieses Jahr circa 10.000 Tonnen an alten Photovoltaik-Module auf dem Recyclingmarkt landen. Ab 2030 werden es bereits mehr als 500.000 Tonnen pro Jahr sein. Um mit Solarenergie langfristig CO2-armen, ressourcenschonenden Strom bereitstellen zu können, braucht es auf absehbare Zeit eine Kreislaufwirtschaft. Das Start-Up Solar Materials gehört zu den ersten, die sich dem Recycling von PV-Modulen widmen. Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Centers für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle (Saale) haben das junge Unternehmen nun dabei unterstützt, seinen Aufbereitungsprozess mithilfe automatisierter Datenerfassung effizienter zu gestalten. Die dazugehörige Datenbank mit hunderten Proben unterschiedlicher PV-Module ermöglicht es Solar Materials auch, den Schadstoff- und Silberertrag der Solarmodule abzuschätzen sowie den Recyclingprozess anzupassen.

Damit das Sonnenlicht optimal von Photovoltaik-Modulen genutzt werden kann, müssen diese regelmäßig gereinigt werden. Chemische Reinigungszusätze sollen dabei die Reinigungswirkung verstärken. Diese können jedoch ein hohes Schädigungspotenzial mit sich bringen. Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP hat ein Prüfverfahren entwickelt, um die Materialverträglichkeit solcher Reinigungsmittel und Auswirkungen auf die Funktionalität von Modulen zu untersuchen.

Photovoltaik-Module sind auf eine Lebensdauer von 25 Jahren ausgerichtet. Doch bereits nach vier bis acht Jahren weisen viele Module erste Schädigungen auf. Dies betrifft insbesondere die Rückseitenfolien der Module. Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP arbeitet zusammen mit vier anderen Forschungsinstituten an einem verbesserten Prüfverfahren für diese Rückseitenfolien. Materialien und Verarbeitung werden dabei bei realen Betriebsbedingungen im Feld getestet, um eine Lebensdauer von mehr als 20 Jahren sicherzustellen.

Zusammen mit sieben Partnern aus Industrie und Forschung bringt das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle (Saale) Reaktoren für die klimaneutrale fotoelektrochemische Wasserspaltung zur Anwendungsreife.

Wechselrichter sind die wesentliche Schlüsselkomponente zur Einspeisung der von den Solarmodulen erzeugten elektrischen Energie ins Stromnetz. Wie kann man Ausfälle und Störungen dieser Wechselrichter reduzieren? Dieser Frage geht das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS zusammen mit der DiSUN Deutsche Solarservice GmbH und der DENKweit GmbH im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Projekts »robStROM« nach.

Wiederholt auftretende Modulfehler bei PV-Anlagen, die von defekten Rückseitenfolien ausgelöst werden, stellen ein Sicherheitsrisiko dar. Die vom Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP, zusammen mit sieben Partnern, entworfene VDE Spec soll nun helfen diese Risiken zu erkennen, zu bewerten und Handlungsempfehlungen zu geben.

Im Projekt »VR4PV« forschten das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP, das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF, die DENKweit GmbH und die Dexor Technology GmbH zur Frage wie Betriebskosten von Solarparks gesenkt und damit Sonnenenergie künftig kostengünstiger erzeugt werden kann. Mittels eines digitalen Zwillings, neuartiger Messmethoden und Maschinellen Lernens gelang es den Forschungspartnern die Betriebsführung von Photovoltaik-Parks zu optimieren.

Auf Initiative der Europäischen Metropolregion Mitteldeutschland, des Fraunhofer-Centers für Silizium-Photovoltaik CSP und der Hochschule Anhalt trafen sich heute rund 40 Akteure der ostdeutschen Solarbranche und Vertreter der Länder Sachsen-Anhalt, Sachsen, Thüringen und Brandenburg in Halle (Saale). Im Mittelpunkt des Workshops standen die Wertschöpfungspotenziale der Solarwirtschaft und die Möglichkeiten der institutionellen, länderübergreifenden Zusammenarbeit.