Richtungsabhängige Festigkeit von Al-BSF Solarzellen mit durchgängigen Busbars

© Foto Fraunhofer CSP

Im 4-Punkt-Biegeversuch zeigte sich eine unterschiedliche Festigkeit vollflächiger Al-BSF Solarzellen mit durchgängigen Busbars in Abhängigkeit der Belastungsrichtung.

Die Festigkeit von vollflächigen Al-BSF Solarzellen mit durchgängigen Busbars ist für Vorder- und Rückseite jeweils in Abhängigkeit der Belastungsrichtungen systematisch im 4-Punkt-Biegeversuch getestet worden. Es zeigte sich eine unterschiedliche Festigkeit in Abhängigkeit der Belastungsrichtung. Auf der Vorderseite ist die Festigkeit für die zwei Belastungsrichtungen (Zugspannung quer und längs zu den Busbars) gleich. Auch der Bereich außerhalb des Busbars (Busbar außerhalb des Testbereichs) zeigt die gleiche Festigkeit. Auf der Rückseite zeigt sich bei Belastung mit Zugspannung längs zu den Busbars die geringste Festigkeit. Wird die Zelle auf der Rückseite mit einer Zugspannung quer zu den Busbars belastet, ist die Festigkeit höher als in der Längsrichtung. Für eine Belastung auf der Rückseite außerhalb des Busbars, zeigt sich die höchste Festigkeit. Diese Unterschiede werden durch zusätzliche Defektstrukturen und Eigenspannungen im Silizium im Bereich der Metallisierungen hervorgerufen, wobei die überlappenden Ag- und Al-Metallisierungen auf der Rückseite den größten Effekt auf die Festigkeit zeigen. Für weitere Zelllayouts kann sich das Festigkeitsverhalten durch Veränderung der Metallisierung (zum Beispiel durch Pads, Lasergräben oder ähnliches) verändern. Mit diesem Vorgehen kann die Festigkeit von Solarzellen im Detail ermittelt werden und das Bruchrisiko für verschiedene Zelldesigns in der Fertigung und im Modul vorhergesagt werden.