Zwei Hocheffizienztechnologien in einem PV-Modul

Oxford PV zählt zu den Pionieren der Perowskit Silizium Tandemtechnologie und hat sie als erstes Unternehmen in die Fertigung gebracht. "Wir freuen uns sehr, in diesem PV-Modul zwei Hightech-Ansätze aus Europa miteinander kombinieren zu können", sagt Prof. Dr. Stefan Glunz, Bereichsleiter Photovoltaik am Fraunhofer ISE. "Dafür haben wir die Solarzellen von Oxford PV in Schindeln geschnitten, in einer Matrix-Struktur angeordnet, mit leitfähigem Klebstoff elektrisch verbunden und dann eingekapselt." Die Tandem-Module sind Glas-Glas-Module mit Randversiegelung, um die feuchtigkeitsempfindlichen Solarzellen zu schützen.

Das 491-Watt Aufdach-Modul hat eine Fläche von 1,92 m², das großflächige, bifaziale 546-Watt Modul eine Fläche von 2,13 m². Beide erreichten einen Wirkungsgrad von 25,6 % auf ganzer Modulgröße. "Unsere Tandem-Technologie und die Schindel-Verschaltung passen technologisch gut zusammen: Durch die geringeren Stromdichten der Perowskit-Silizium-Solarzellen kann man sie in breitere Streifen schneiden, was die Produktivität erhöht", erklärt Ed Crossland, Chief Technology Officer bei Oxford PV. Tandemsolarzellen erreichen wesentlich höhere Spannungen und Wirkungsgrade als normale Solarzellen, der Strom ist durch die Aufteilung auf zwei Teilzellen aber geringer. Diese geringe Stromdichte ist vorteilhaft, weil dadurch die Widerstandsverluste im PV-Modul verringert werden. "Gleichzeitig ist die Klebeverschaltung der Matrix-Schindel-Technologie ein Niedertemperaturverfahren und benötigt keine Kupferverbinder", ergänzt Crossland. Ein reduzierter Einsatz von Kupferverbindern senkt die Betriebskosten und entlastet die Modulstruktur.

Tandem-Solarzellen haben das Potenzial die Effizienz in der Photovoltaik stark zu steigern: Durch das Aufbringen einer nur wenige hundert Nanometer dünnen Perowskit-Zelle auf eine herkömmliche Silizium-Solarzelle steigt das theoretische Wirkungsgradlimit von 29,4 auf 43,3 %. Die Perowskit-Silizium-Solarzellen- und module von Oxford PV werden in einer Pilot-Produktion in Brandenburg an der Havel hergestellt. Die Perowskit-Zelle wird dabei mittels Dünnschichtverfahren direkt auf eine Silizium-Heterojunction-Zelle aufgebracht.

In der Matrix-Schindel-Technologie werden die Solarzellstreifen 100 % bleifrei mit elektrisch leitfähigen Klebstoffen miteinander verbunden, wobei sie wie Schindeln überlappend und zueinander versetzt angeordnet sind. Dies ermöglicht die vollständige, homogene Belegung der gesamten Modulfläche. Darüber hinaus zeichnet sich die Matrix-Schindel-Technologie durch eine hohe Toleranz gegenüber Teilverschattung aus. Der Strom kann durch die Matrix-Anordnung die verschatteten Bereiche umfließen, sodass je nach vorliegender Teilverschattung die doppelte Leistung im Vergleich zu herkömmlichen verschalteten PV-Modulen generiert werden kann.

Realisiert wurden die neuen PV-Module im Rahmen des Forschungsprojekts »HoTSun«, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE).
Zu sehen ist die Modul-Neuentwicklung das erste Mal auf der Messe The Smarter E / Intersolar, vom 23. bis 25. Juni 2026 in München – Eine Variante als Aufdach-Modul am Stand A1.440 des Fraunhofer ISE, ein bifaziales Modul für Freiflächenanlagen bei Oxford PV im Nationalen Länderpavillon, Stand A4.540.