Was delaminiert an Modulen?

Solarmodule bestehen aus miteinander verschalteten Solarzellen oder einer Halbleiterschicht, die in einem Einkapselungsmaterial zwischen einem Frontglas und einer Rückseite – entweder einer Folie oder einem zweiten Glas – unter Druck und Wärmeeinwirkung einlaminiert sind. Löst sich die Haftung zwischen dem Glas, dem Einkapselungsmaterial, den aktiven Schichten und der Rückseite, spricht man von Delamination.

Woran ist Delamination zu erkennen?

Delaminationen äußern sich in flächigen Trübungen unter dem Frontglas zu erkennen, die wie Luftblasen aussehen. Diese Trübungen entstehen meist entlang der Kanten der Solarzellen. Sie können sich aber auch als Flecken äußern, die sich über große Teile der Moduloberfläche ziehen. Die unterschieden sich deutlich von anderen Fehlern wie Schneckenspuren, die ebenfalls ähnliche Trübungen hervorrufen. Denn während die Schneckenspuren klar abgegrenzte Linien sind, äußert sich die Delamination in einer flächigen Verfärbung.

Was ist die Ursache von Delaminationen?

Die Beeinträchtigung der Haftung zwischen dem Glas, dem Einkapselungsmaterial, den aktiven Halbleiterschichten und den Rückseitenschichten kann viele Gründe haben, die sich je nach verwendeter Halbleitertechnologie unterscheiden. So kann sich bei Dünnschichtmodulen die transparente leitfähige Oxidschicht (TCO), die sich zwischen Deckglas und Halbleiterschicht befindet, ablösen. Als Ursache gelten Natriumionen, die vom äußeren elektrischen Feld beschleunigt aus dem Deckglas zur TCO-Schicht wandern. Dadurch können sie die Verbindung zwischen diesen beiden Komponenten lösen. Danach kann eintretenden Feuchtigkeit den Prozess beschleunigen.

Bei kristallinen Modulen sind die Grenzflächen zwischen Solarzellen und Einbettungsfolien wie Ethylenvinylacetat (EVA) oder das seltener verwendete Polyethylenterepthalat (PET) die Schwachstelle, an der es zur Delamination kommen kann. Denn dort ist die Festigkeit der Grenzflächen geringer als an der Grenzfläche zwischen Einbettungsfolie und Frontglas. Hier kann es sich um Fehler beim Laminieren während der Herstellung oder auch um Materialfehlern handeln. Doch auch UV-Strahlung, Temperatur und/oder Feuchtigkeit können den Einbettungsfolien zusetzen. So hat sich bei den PET-Folien gezeigt, dass diese durch die Hydrolyse des PET beeinträchtigt werden.

Welche Gefahr besteht bei Delamination?

Die sich auflösende Haftung der einzelnen Bestandteile der Module und die anschließende Korrosion nach der Delamination können die Modulleistung verringern. Sie sind aber nicht automatisch ein Sicherheitsproblem. Doch dehnen sich Delaminationen über große Flächen eines kristallinen Solarmoduls aus, kann es zu Isolationsfehlern kommen. Wenn sich die hintere Einkapselungsfolie von den Solarzellen löst, kann sich die Anschlussdose ablösen, was durchaus die Gefahr eines Lichtbogens bergen kann.

Wie kann man Delaminationen vorbeugen und ist der Fehler reparabel?

Da es sich bei Delaminationen von kristallinen Solarmodulen meist um Herstellungs- oder Materialfehler handelt, kann der Anlagenbetreiber diesen nicht explizit vorbeugen oder diese verhindern. Meist sind die Delaminationen nicht reparabel.

Da die Delamination, die TCO-Korrosion, bei Dünnschichtmodulen oft durch das negative äußere elektrische Feld verursacht wird, kann der Anlagenbetreiber dem vorbeugen. Denn negative Ströme können dann fließen, wenn an der Solaranlage ein negatives Potential gegen Erde besteht. Um dieses negative Potential zu vermeiden, wird der Minuspol der PV-Anlage – idealerweise im Wechselrichter – geerdet. Durch das dabei entstehende elektrisches Feld werden die die positiv geladenen Natrium-Ionen in Richtung des negativen Pols, also in Richtung Deckglas und damit weg von der TCO-Schicht gezogen. Hat die TCO-Korrosion einmal eingesetzt, ist diese aber in der Regel auch nicht mehr reparabel. Ob von der Delamination eine Gefahr ausgeht und das Modul auf aufgrund der durch die Delamination verursachten Leistungsverluste ausgetauscht werden muss, kann ein Sachverständiger beurteilen. Hier ist vor allem darauf zu achten, dass ein Ersatzmodul zu den anderen Paneelen im String und in der Anlage passt. Passende Ersatzmodule finden Sie auf dem Onlinemarktplatz von SecondSol.