Photovoltaik
Effiziente Lösungen von TRUMPF für die nachhaltige Energieerzeugung der Zukunft.
Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Energiewirtschaft kommt der Solarenergie eine besondere Bedeutung zu. Sie verzeichnete in den vergangenen Jahren die größten Zuwachsraten unter den erneuerbaren Energien und hat ihr Potenzial noch längst nicht ausgeschöpft. TRUMPF bietet maßgeschneiderte Lösungen für diese Zukunftsbranche und eröffnet Solarzellenherstellern und Anlagenbauern neue Möglichkeiten: TRUMPF Laser strukturieren und verschalten die Zellen auf dem Solarmodul und sorgen mit einer gezielten Entschichtung dafür, dass Module die erforderliche Isolationsfestigkeit aufweisen. TRUMPF Hüttinger sorgt branchenführend für die stabile und präzise Prozessstromversorgung bei der Beschichtung von Solarzellen. Auch die VCSEL-Heizsysteme von TRUMPF Photonic Components eröffnen Vorteile in der Solarzellenproduktion. Beispielsweise durch das gezielte Einbrennen der Kontakte auf der Solarzelle sowie durch Regenerationsprozesse, um durch eine intensive Bestrahlung der Zelle, Defekte zu vermindern, Energiebarrieren abzubauen und damit die Effizienz zu steigern.
Energieumwandlung
Um Dünnschichtsolarmodule vor äußeren Einflüssen zu schützen, entfernen Kurz- und Ultrakurzpulslaser das Schichtsystem am Rand der Solarzelle auf einer Breite von etwa einem Zentimeter, so dass es anschließend laminiert mit einer Folie abgedeckt werden kann. Auch beim selektiven Abtragen passivierender Schichten von kristallinen Solarzellen und beim präzisen Bohren in Silizium besticht der Laser. Er sorgt für eine Verbesserung der Umwandlungseffizienz und einen hohen Leistungsgrad.
Energiespeicherung
Die volatile Energieerzeugung durch Solaranlagen erfordert den Einsatz von Speichersystemen. Für die Anbindung dieser Speichersysteme an das Stromnetz entwickelt und liefert TRUMPF Hüttinger das Herzstück jeder Solarstromanlage - innovative bidirektionale Wechselrichter. Diese helfen, Ihr Batteriesystem effizient zu laden und entladen und können Dank des modularen Ansatzes in Speicherlösungen unterschiedlichster Leistungsklassen eingesetzt werden. Zudem lassen sie sich einfach in bereits bestehende Batteriespeichersysteme integrieren und mit PV-Anlagen zu einem zukunftsweisenden System kombinieren. Auch beim Schweißen der elektrischen Kontakte kommen TRUMPF Laser zum Einsatz. Die lokal begrenzte, geringe Wärmeeinbringung sorgt dabei für verzugsfreie Nähte.
Beschichtung
Bei der Fertigung von Silizium-Wafern und Dünnschichtsolarzellen kommt der Qualität der aufgetragenen Schichten eine besondere Bedeutung zu: je besser der Schichtauftrag, desto höher der finale Wirkungsgrad des Moduls. Die TRUMPF Hüttinger Hightech-Generatoren tragen zur Qualität der Schichten essentiell bei, da sie den Energieeintrag in Beschichtungsprozessen der Solarindustrie exakt steuern. Namhafte Anlagenbauer vertrauen auf die präzise und stabile Prozessstromversorgung des Marktführers für Generatoren im Solarbereich.
Produktion
Laser-Powered Co-Firing Process
Das Einbrennen der aus Silberpartikel bestehenden Kontakte auf der Oberseite der Solarzellen wird als "Firing" bezeichnet. VCSEL-Heizsysteme eröffnen zahlreiche Vorteile in diesem Prozessschritt. So werden während des Fast Firing Prozesses nur die Solarzellen geheizt, der restliche Ofen bleibt weitestgehend kalt. Die dadurch gesteigerte Energieeffizienz, der geringere Footprint des Ofens sowie die lange Lebensdauer der Laserstrahlquelle reduzieren allesamt die laufenden Kosten auf ein Minimum. VCSEL-Heizsysteme ermöglichen Temperaturanstiege bis zu 1000 K/s. Die Folge: ein sehr hoher Durchsatz in der Produktion. Die Leistung der Systeme lässt sich zonenweise regeln, sodass auch komplexe Temperatur-Zeit-Profile eingestellt werden können.
Effizienzsteigerung
Ultrafast Regeneration und Light Soaking
Laserbasierte Fertigungsprozesse wie Ultrafast Regeneration und Light Soaking können die Effizienz von Hochleistungs-Solarzellen erheblich steigern. Beide Prozesse lassen sich durch VCSEL-Heizsysteme effizient und gezielt durchführen. Bei der Ultrafast Regeneration wird durch die Bestrahlung monokristalliner Si-Solarzellen mit Hochleistungs-VCSEL-Modulen die Bildung eines reaktiven Bor-Sauerstoffs dauerhaft unterbunden – und zwar innerhalb von Sekunden. Dies erhöht dauerhaft die Effizienz der Zelle. Beim Ultrafast Light Soaking werden Energiebarrieren, die während der Produktion entstanden sind, durch eine intensive Bestrahlung und durch die hohen Temperaturen der VCSEL-Heizsystemen abgebaut. Dadurch verringert sich der Innenwiderstand der Solarzelle und sie arbeitet effizienter.