DREAM-PV
Das Projekt zielt darauf ab, fortschrittliche Photovoltaik-Moduldesigns und Materialien für neue Solarzelltechnologien wie TOPCon und IBC zu entwickeln und zu validieren. Durch die Optimierung von Modulaufbau, Materialien und Herstellungsprozessen sollen Zuverlässigkeit, Lebensdauer und Langzeitperformance verbessert sowie Umweltwirkungen reduziert und gleichzeitig wettbewerbsfähige und nachhaltige PV-Technologien ermöglicht werden.
Projektpartner
- Polymer Competence Center Leoben GmbH (AT) - Koordinator
- Gebze Technical University (TR)
- International Solar Energy Research Center Konstanz (ISC) (DE)
- SONNENKRAFT Errichtungs-GmbH (AT)
- KALYON PV Solar Technologies Factory (TR)
- EMIL OTTO Flux- und Oberflächentechnik GmbH (DE)
- Lenzing Plastics GmbH & Co KG (AT)
Motivation und Ziele
Der weltweite Übergang zu einem klimaneutralen Energiesystem erfordert einen raschen Ausbau erneuerbarer Energietechnologien. Die Photovoltaik (PV) hat sich dabei zu einer der wichtigsten und skalierbarsten Technologien zur Erzeugung sauberer elektrischer Energie entwickelt. In den letzten zehn Jahren ist die weltweit installierte PV-Leistung stark gestiegen, unterstützt durch kontinuierliche Verbesserungen der Modulwirkungsgrade sowie deutliche Kostensenkungen in der Produktion. Dadurch spielt Solarenergie eine zentrale Rolle in Strategien zur Erreichung der Klimaneutralität und zur Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Energieträgern.
Gleichzeitig ist der Photovoltaiksektor durch eine sehr hohe Innovationsgeschwindigkeit geprägt. Neue Solarzellarchitekturen und Materialien werden kontinuierlich entwickelt, um Wirkungsgrade zu erhöhen und Kosten weiter zu senken. In den letzten Jahren haben insbesondere neue Zelltechnologien wie Tunnel Oxide Passivated Contact (TOPCon) und Interdigitated Back Contact (IBC) Solarzellen große Aufmerksamkeit erhalten. Diese Technologien zeichnen sich durch hohe Wirkungsgrade aus und besitzen ein großes Potenzial für die industrielle Massenproduktion und den zukünftigen PV-Markt.
Mit der Einführung neuer Zelltechnologien entstehen jedoch auch neue Herausforderungen im Hinblick auf die Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität von PV-Modulen. Im Vergleich zu etablierten Technologien reagieren moderne Solarzellen häufig empfindlicher auf Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen oder UV-Strahlung. Darüber hinaus können Wechselwirkungen zwischen den Solarzellen und den umgebenden Modulmaterialien – wie Verkapselungsmaterialien, Rückseitenfolien, Interconnection-Materialien oder Flussmitteln – Degradationsprozesse maßgeblich beeinflussen und somit die langfristige Leistungsfähigkeit von PV-Modulen bestimmen.
Die Sicherstellung einer zuverlässigen Modulperformance über Lebensdauern von mehr als 25 bis 30 Jahren stellt daher eine zentrale Herausforderung für die Photovoltaikindustrie dar. Ohne ein vertieftes Verständnis der zugrunde liegenden Degradationsmechanismen und Materialinteraktionen besteht das Risiko, dass neue Technologien zwar schnell auf den Markt gebracht werden, jedoch unerwartete Leistungsverluste oder Ausfälle im Feld auftreten. Zur Bewältigung dieser Herausforderungen sind systematische Untersuchungen zu Materialien, Modulaufbau und Herstellungsprozessen erforderlich.
Ziel des Projekts ist es daher, optimierte Moduldesigns zu entwickeln und zu evaluieren, die speziell auf neue Solarzelltechnologien abgestimmt sind. Durch die Untersuchung fortschrittlicher Verkapselungsmaterialien, verbesserter Kontaktierungsstrategien sowie optimierter Modulintegrationsprozesse soll die Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit von PV-Modulen gesteigert werden. Beschleunigte Alterungstests sowie Freilandmessungen unter realistischen Umweltbedingungen werden genutzt, um Degradationsprozesse zu analysieren und potenzielle Ausfallmechanismen zu identifizieren.
Darüber hinaus werden die ökologischen und ökonomischen Auswirkungen der entwickelten Technologien durch Lebenszyklus- und Kostenanalysen bewertet. Durch die Verbesserung der Modulzuverlässigkeit und -lebensdauer bei gleichzeitig reduzierten Umweltwirkungen leistet das Projekt einen Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger und wirtschaftlich wettbewerbsfähiger Photovoltaiktechnologien und unterstützt den weiteren Ausbau der Solarenergie.
Hauptziele
- Entwicklung optimierter PV-Moduldesigns für neue Solarzelltechnologien wie TOPCon und IBC.
- Verbesserung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer von PV-Modulen durch ein besseres Verständnis von Materialinteraktionen und Degradationsmechanismen.
- Untersuchung fortschrittlicher Verkapselungsmaterialien und Modulkonzepte zur Erhöhung der Langzeitstabilität.
- Validierung der Modulperformance durch beschleunigte Alterungstests und Freilandmessungen unter unterschiedlichen Klimabedingungen.
- Bewertung ökologischer und wirtschaftlicher Auswirkungen mittels Lebenszyklus- und Kostenanalysen zur Unterstützung nachhaltiger PV-Technologien.
Ziele und Vorgangsweise
DREAM-PV zielt darauf ab, zuverlässige und langlebige Photovoltaikmodule für neue Solarzelltechnologien zu entwickeln, indem Materialien, Moduldesign und Integrationsprozesse optimiert werden.
- Entwicklung optimierter Moduldesigns und Stücklisten (Bill of Materials) für neue Solarzelltechnologien wie TOPCon und IBC.
- Untersuchung von Verkapselungsmaterialien und Modulkonzepten zur Reduzierung von Feuchtigkeitseintritt und zur Verbesserung der Langzeitstabilität.
- Analyse von Degradationsmechanismen durch beschleunigte Alterungstests, Freilandmessungen und moderne Materialcharakterisierung.
- Bewertung ökologischer und wirtschaftlicher Auswirkungen mittels Lebenszyklus- und Kostenanalysen zur Unterstützung nachhaltiger PV-Technologien.
„DREAM-PV entwickelt zuverlässige und langlebige Photovoltaikmodule für neue Solarzelltechnologien durch die Optimierung von Materialien, Moduldesign und Herstellungsprozessen.“
Fördergeber
This research carried out within the framework of the DREAM-PV project that was funded by CETPartnership, the Clean Energy Transition Partnership under the 2024 joint call for research proposals, co-funded by the European Commission (GA ID 101069750) and with the funding organizations detailed on https://cetpartnership.eu/calls/joint-call-2024/fundig-organisations (FFG Nr. FO999928284).
