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Zellverkapselung im Kontext von Photovoltaik

Die Zellverkapselung ist ein essentieller Schritt bei der Herstellung von Solarzellen. Sie sorgt dafür, dass die empfindlichen Halbleiterstrukturen der Zelle vor Umwelteinflüssen geschützt sind. Der Begriff bezieht sich auf den Prozess, beim die Solarzelle – in der Regel aus Silizium bestehend – in ein Gehäuse oder eine Schicht aus einem bestimmten Material, meist Kunststoff oder Glas, eingekapselt wird. Dieser umschließende Schutz gewährleistet die Langlebigkeit und Effizienz der Zelle indem es sie vor mechanischen Einwirkungen, Feuchtigkeit und UV-Strahlung schützt.

Wann und warum wird die Zellverkapselung angewendet?

Die Zellverkapselung wird hauptsächlich während des Produktionsprozesses von Photovoltaikmodulen angewendet. Nachdem die Halbleiterschichten und die Kontakte hergestellt wurden, werden die Solarzellen zwischen eine obere und eine untere Schicht gekapselt.

  • Obere Schicht (Deckglas): Dieses durchsichtige Material lässt das Sonnenlicht passieren und schützt das Innere des Moduls gleichzeitig vor mechanischen Schäden und Witterungseinflüssen.
  • Untere Schicht (Rückseitige Abdeckung): Diese Schicht schützt zusätzlich vor mechanischen Belastungen und Witterungseinflüssen von der Rückseite. Meist besteht sie aus einem UV-beständigen Kunststoff.

Ohne Zellverkapselungen würden die Solarzellen vor den Umwelteinflüssen nicht ausreichend geschützt, was die Lebensdauer und Leistung von Photovoltaikmodulen drastisch reduzieren würde.

Zellverkapselung und ihre Bedeutung für die Photovoltaikleistung

Die Qualität und Art der Zellverkapselung hat einen direkten Einfluss auf die Leistung von Solarzellen. Das Material und die Dicke der Schicht beeinflussen die Menge an Sonnenlicht, die die Solarzelle erreichen kann. Hochwertige Materialien und Verkapselungsmethoden sorgen dafür, dass mehr Licht auf die Zelle fällt und somit mehr elektrische Energie erzeugt werden kann.

Typen von Zellverkapselungen

Je nach Zelltyp und Anwendungsbereich können verschiedene Verkapselungsmaterialien verwendet werden:

  • EVA (Ethylen-Vinylacetat): Ein häufig verwendetes Material aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften in Bezug auf Lichtdurchlässigkeit, Elastizität und Langlebigkeit.
  • POE (Polyolefin-Elastomer): Wird häufig als Alternative zu EVA verwendet. Es bietet eine länger anhaltende UV-Beständigkeit.
  • Glas: Bei Rigiden Modulen wird das Glas häufig als obere Schicht in der Zelleverkapselung verwendet. Es bietet eine hohe Lichtdurchlässigkeit und ist sehr widerstandsfähig gegen Witterungseinflüsse.

Im Rahmen der Weiterentwicklung der Photovoltaik-Technologie werden ständig neue Materialien und Methoden zur Zellverkapselung erforscht und entwickelt.