Frontseitige Antireflexbeschichtungen leisten einen wesentlichen Beitrag zu Performance und Energieertrag in Photovoltaik-Modulen

Laut Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE wird die Photovoltaik in unserer nachhaltigen Energiezukunft eine zentrale Rolle einnehmen. Mit einer Stromerzeugung von 46 TWh deckte sie im Jahr 2018 bereits ca. 8,7% des Nettostromverbrauchs in Deutschland ab.

Die optische Transmission, Reflexion und Absorption von koplanaren Glasplatten wird stark von Beschichtungen und Oberflächenstrukturen beeinflusst. Materialeigenschaften und Depositionsprozesse müssen präzise gesteuert werden, um die gewünschten spektralen Eigenschaften zu erreichen. Antireflexbeschichtungen (ARC) für Solarmodule müssen in bestimmten Bereichen des Lichtspektrums eine maximale Transmission gewährleisten. Typische Reflexionsverluste an der Rohglas-Luft-Grenzfläche eines Solarmoduls liegen bei ca. 4%. Da die Industrie auf dem Weg zu höheren Wirkungsgraden ist, werden AR-Beschichtungen für Frontscheiben von Solarmodulen an Bedeutung gewinnen. Es wird geschätzt, dass mehr als 70% der Silizium-Photovoltaik-Module heute mit ARC-Frontbrillen ausgeliefert werden. (Quelle: Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP)

Allerdings können ARC-Degradation und Abrieb zu langfristigen Verlusten in der optischen Leistung führen. Um diese Verluste zu quantifizieren und verschiedene AR-Beschichtungen vor und nach der Abriebprüfung zu vergleichen, hat die Forschergruppe I. Klemens, C. Pfau, P.-T. Miclea, S. Krause, C. Hagendorf vom Fraunhofer Center for Silicon-Photovoltaics CSP, Halle (Saale) bzw. Anhalt University of Applied Sciences, Köthen (Anhalt), optische Spektroskopiemessungen durchgeführt, die eine Beurteilung der ARC-Vorderseite unabhängig von der Absorption des Glassubstrats und der internen Reflexionen von der Rückseite ermöglichen. Hier finden Sie das vollständige Paper, in dem Methodik für die quantitative Messung der frontseitigen ARC-Leistung und ihres Einflusses auf die optische Transmission aus einer einfachen Reflexionsspektroskopie-Messung an großen Glasscheiben vorgestellt wird. Bei der für diese Messungen aufgebrachten Absorberstruktur handelt es sich um unsere ACKTAR MetalVelvet^TM Folie mit extrem niedrigen Reflexionsgrad, um die internen Rückseitenreflexionen und Streuungen innerhalb des Glassubstrats bei einer breiten Bandbreite (UV-VIS-NIR) zu unterdrücken.

Messaufbau zur „Quantifizierung von abrasionsbedingten ARC-Übertragungsverlusten mittels Reflexionsspektroskopie“

Messergebnisse