Einbettungsmaterialien in Solarmodulen - ein oft unterschätzter Erfolgsfaktor
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Bei Solarmodulen stehen häufig die Solarzellen oder der Wirkungsgrad im Mittelpunkt. Ein ebenso entscheidender Bestandteil wird dabei oft übersehen: die Einbettungsmaterialien. Sie spielen eine zentrale Rolle für die mechanische Stabilität, den Schutz der Zellen und die langfristige Leistungsfähigkeit eines Moduls.
Aufgaben von Einbettungsmaterialien
Das Einbettungsmaterial bei den Solarmodulen befindet sich zwischen Frontglas, Solarzellen und dem hinteren Glas. Es übernimmt mehrere essenzielle Funktionen:
Mechanische Fixierung der Solarzellen
Schutz vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Staub und Temperaturschwankungen
Elektrische Isolation der Zellen
Hohe Lichtdurchlässigkeit zur Minimierung optischer Verluste
Langzeitstabilität über eine Modullebensdauer von 30 Jahren und mehr
EVA - der bewährte Industriestandard
Ethylen-Vinylacetat (EVA) ist das weltweit am häufigsten eingesetzte Einbettungsmaterial und gilt seit Jahren als Standardlösung in der Branche.
Typische Eigenschaften von EVA sind:
Hohe Licht-Transmission
Gute mechanische Stabilität
Einfache Verarbeitung im Laminationsprozess
Kosteneffizient und breit verfügbar
EVA sollte dabei nicht pauschal kritisch bewertet werden. Bei geeigneter Materialqualität, abgestimmten Laminationsparametern und passenden Einsatzbedingungen kann EVA eine sehr zuverlässige und langlebige Einbettungslösung darstellen. Insbesondere in moderaten Klimazonen und bei bewährten Moduldesigns ist EVA weiterhin eine technisch und wirtschaftlich sinnvolle Wahl.
Gleichzeitig kann EVA bei ungünstigen Einsatzbedingungen anfälliger für Feuchtigkeitseintritt oder Alterungsprozesse sein, was langfristig zu Leistungseinbußen führen kann.
POE - erhöhte Beständigkeit für anspruchsvolle Anwendungen
Polyolefin-Elastomer (POE) gewinnt zunehmend an Bedeutung, insbesondere bei hochwertigen und langlebigen Modullösungen.
Vorteile von POE sind unter anderem:
Sehr geringe Wasserdampfdurchlässigkeit
Verbesserter Schutz vor potenzialinduzierter Degradation (PID)
Höhere chemische und thermische Stabilität
SOLYCO verwendet POE
POE eignet sich besonders für Module, die unter anspruchsvollen Bedingungen betrieben werden, etwa:
In Regionen mit hoher Luftfeuchtigkeit
In Küstennähe
Bei hohen Systemspannungen
Nachteile sind aktuell noch höhere Materialkosten und eine anspruchsvollere Verarbeitung im Vergleich zu EVA.
Hybridlösungen - ausgewogene Materialkonzepte
Zunehmend kommen Kombinationen aus EVA - POE - EVA (EPE) zum Einsatz. Diese Materialkombinationen zielen darauf ab:
Die gute Verarbeitbarkeit von EVA zu nutzen
Gleichzeitig die Schutzwirkung von POE zu integrieren
Ein ausgewogenes Verhältnis aus Performance, Zuverlässigkeit und Kosten zu erreichen
Darüber hinaus werden auch asymmetrische Materialkonzepte eingesetzt. So kann beispielsweise auf der Frontseite eines Moduls POE oder ein EPE-Aufbau verwendet werden, um einen erhöhten Schutz gegen Feuchtigkeit, UV-Strahlung und PID zu gewährleisten, während auf der Rückseite bewusst EVA eingesetzt wird. Dieses Konzept ermöglicht es, die Vorteile beider Materialien gezielt dort zu nutzen, wo sie den größten Mehrwert bieten, ohne die Wirtschaftlichkeit oder Prozessstabilität unnötig zu beeinträchtigen.
Vernetzung und Laminationsprozess - ein entscheidender Qualitätsfaktor
Unabhängig vom gewählten Einbettungsmaterial ist die Vernetzung während des Laminationsprozesses ein zentraler Einflussfaktor auf die Modulqualität. Sowohl EVA als auch POE müssen einen definierten Vernetzungsgrad erreichen, um ihre mechanischen, elektrischen und chemischen Eigenschaften dauerhaft zu gewährleisten.
Dabei ist zu beachten:
EVA und POE unterscheiden sich deutlich in ihren optimalen Laminationstemperaturen
Auch die erforderlichen Haltezeiten im Laminator variieren materialabhängig
Hybrid- oder asymmetrische Konzepte erfordern eine besonders präzise Prozessführung
Eine nicht ausreichend abgestimmte Laminationsparameterwahl kann zu unvollständiger Vernetzung, erhöhter Alterung, Haftungsproblemen oder langfristigen Zuverlässigkeitsrisiken führen. Die sorgfältige Abstimmung von Temperatur, Druck und Zeit ist daher insbesondere bei Materialkombinationen ein entscheidender Qualitätshebel.
Vergleich Vorteile & Nachteile
Einbettungsmaterial | Vorteile | Nachteile |
EVA (Ethylen-Vinylacetat) | • Hohe Lichtdurchlässigkeit • Bewährter Industriestandard • Gute mechanische Stabilität • Einfache Verarbeitung • Kosteneffizient | • Höhere Wasserdampfdurchlässigkeit • Anfälliger für chemische Alterung • Geringerer Schutz vor PID im Vergleich zu POE |
POE (Polyolefin-Elastomer) | • Sehr geringe Wasserdampfdurchlässigkeit • Hoher Schutz vor PID • Sehr gute thermische und chemische Stabilität • Besonders geeignet für anspruchsvolle Umgebungen | • Höhere Materialkosten • Anspruchsvollere Verarbeitung • Geringere Marktdurchdringung als EVA |
Hybridlösungen (EVA/POE) | • Kombination aus guter Verarbeitbarkeit und hoher Schutzwirkung • Flexibel an Moduldesign anpassbar • Ausgewogenes Verhältnis zwischen Performance und Kosten | • Komplexere Materialauswahl • Abhängigkeit von exakter Prozessführung • Qualität stark abhängig vom jeweiligen Materialkonzept |
Fazit: Einbettungsmaterialien sind für SOLYCO ein entscheidender Faktor.
Während EVA weiterhin weit verbreitet ist, setzen leistungsstarke Module zunehmend auf POE oder Hybridlösungen, um höheren Anforderungen an Zuverlässigkeit und Lebensdauer gerecht zu werden.
Durch gezielte Materialkombinationen sowie eine präzise abgestimmte Vernetzung im Laminationsprozess kann SOLYCO die jeweiligen Stärken von EVA und POE optimal nutzen.
Für unsere Produktenwticklung ist die gezielte Auswahl hochwertiger Einbettungsmaterialien ein wesentlicher Bestandteil, um langlebige, sichere und leistungsstarke SOLYCO Premium-Solarmodule zu entwickeln.
