Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und Heckert Solar haben ein Photovoltaik-Modul mit M12-Halbzellen und einem Wirkungsgrad von 20,5 Prozent entwickelt. Das Fraunhofer ISE übernahm dabei die Konzeption, die Vorentwicklung sowie die Herstellung der ersten Modulprototypen. Für die Produktion des 400-Watt-Moduls hat Heckert Solar in seinem Stammwerk in Chemnitz gemeinsam mit dem Fraunhofer ISE eine komplett neu aufgesetzte Fertigungslinie eingerichtet. Das Produkt ist auf die Anforderungen im privaten Hausdachsegment ausgelegt.

„Das gemeinsam entwickelte Photovoltaik-Modul zeichnet sich durch die Verwendung von M12-Halbzellen mit zwölf Busbars und einer besonderen Anordnung der Solarzellen in einem sogenannten Querstring-Design aus“, sagt Christian Reichel, Projektleiter am Fraunhofer ISE. „Die dadurch verringerte mechanische Belastung auf die Solarzellen und Zellverbinder-Übergänge reduziert die Bruchgefahr der Solarzellen.“

In das Design des Photovoltaik-Moduls sind auch Ergebnisse der Lebenszyklusanalyse eingeflossen, die das Fraunhofer ISE für verschiedene Modultypen durchgeführt hat. Um einen möglichst kleinen CO2-Fußabdruck des Moduls zu erreichen, arbeitete das Forschungsteam beispielsweise optimierte Lieferketten heraus.

„Einen Teil des Produktionskonzepts für einen möglichst kleinen CO2-Fußabdruck, das im Projekt erarbeitet wurde, konnten wir bereits umsetzen“, sagt Ronny Köhler, Leiter Qualitätssicherung bei Heckert Solar. „So nutzen wir für die Produktion der Module ausschließlich grünen Strom, der zum großen Teil durch die eigenen Photovoltaik-Anlagen auf dem Werksgelände erzeugt wird. Die Abwärme aus der Produktion heizt Büroräume, und Verpackungsmaterialien werden weitestgehend wiederverwendet.“

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) hat die Neuentwicklung im Rahmen des Forschungsprojekts „KoMoGer – Kompetitive Module ‚Made in Germany‘“ gefördert.

Heckert Solar will Modulfertigung in Deutschland massiv ausbauen

Die Serienfertigung des Moduls läuft bereits seit Anfang 2023. Als besondere Herausforderung bei deren Aufbau nennt das Fraunhofer ISE die Verschaltung der Solarzellen: Die neuen, deutlich größeren M12-Zellen erhöhen die Effizienz des Solarmoduls, konnten in bisher gängigen europäischen Fertigungsstraßen aber noch nicht verarbeitet werden. Der Anlagenbauer Teamtechnik entwickelte deshalb im Rahmen des Projekts seine Stringer-Anlagen für dieses Format weiter. Der neue flexible Stringer für diverse Zellformate und mit Option für Flachdraht- und Runddraht-Verschaltung ist nun Teil der Chemnitzer Fertigung und auch im Module-TEC des Fraunhofer ISE im Einsatz.

„Die Weiterentwicklung von Stringern für die Verschaltung von Solarzellen mit mehr als sechs Busbars sowie die Draht-Verschaltung von Solarzellen im M12-Format waren ein Meilenstein für uns und tragen dazu bei, dass europäische Photovoltaik-Fertigungsanlagen anschlussfähig bleiben“, sagt Thomas Fischer, Projektleiter bei Teamtechnik.

Zusammen mit dem Aufbau eines zusätzlichen Werks in Langenwetzendorf, Thüringen, hat Heckert Solar seine Modulfertigung 2023 insgesamt um 400 Megawatt pro Jahr erweitert. Im vergangenen August hatte Heckert Solar angekündigt, zusammen mit Interfloat und Wattkraft zwei Milliarden Euro in die Photovoltaik-Produktion in Deutschland zu investieren.