Systematische Untersuchung von Rissen in verkapselten Solarzellen bei thermischer und mechanischer Belastung:
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Halle (Saale)
Fraunhofer CSP
2013
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1. MOTIVATION 1
1.2. ZIELSTELLUNG 4
1.3. INHALTSUEBERSICHT 5
2 GRUNDLAGEN 7
2.1. SOLARZELLEN UND SOLARMODULE 7
2.1.1 AUFBAU UND HERSTELLUNG EINER SOLARZELLE 7
2.1.2 FUNKTIONSWEISE EINER SOLARZELLE 8
2.1.3 AUFBAU UND HERSTELLUNG VON SOLARMODULEN 9
2.1.4 CHARAKTERISTISCHE KENNGROESSEN 10
2.2. WERKSTOFFMECHANISCHE GRUNDLAGEN 11
2.2.1 GRUNDLAGEN DER FESTIGKEITSLEHRE 11
2.2.2 AUSZUEGE AUS DER PLATTENTHEORIE 14
2.2.3 MECHANIK VON VERBUNDLAMINATEN 15
2.2.4 FESTIGKEITSANALYSE SPROEDER MATERIALIEN 17
2.2.5 GRUNDLAGEN DER BRUCHMECHANIK 21
2.3. MATERIALIEN 24
2.3.1 GLAS 24
2.3.2 KUPFERVERBINDER 24
2.3.3 SILIZIUM 24
2.3.4 RUECKSEITENFOLIE 26
2.3.5 VERKAPSELUNGSMATERIAL 26
2.4. NUMERISCHE SIMULATION 28
3 ANALYSE DER BELASTUNGEN AUF SOLARMODULE 31
3.1. BELASTUNGEN WAEHREND DER HERSTELLUNG 31
3.2. BELASTUNGEN IM EINSATZ 32
3.2.1 BELASTUNG DURCH TEMPERATURWECHSEL 34
3.2.2 BELASTUNG DURCH GLEICHMAESSIGE FLAECHENLAST 35
3.3. BELASTUNGEN WAEHREND DES TRANSPORTS UND DER MONTAGE 37
4 CHARAKTERISIERUNG VON DEFEKTEN IN SOLARMODULEN 39
4.1. ANALYSEMETHODEN 39
4.1.1 LEISTUNGSMESSUNG 39
4.1.2 OPTISCHE INSPEKTION 40
4.1.3 ELEKTROLUMINESZENZ 40
4.1.4 FLUORESZENZ 42
4.1.5 THERMOGRAPHIE 42
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4.2. UEBERSICHT UEBER DEFEKTE IN SOLARMODULEN 44
4.2.1 ZELLBRUCH 45
4.2.2 SCHNECKENSPUREN 46
4.2.3 FINGERUNTERBRECHUNGEN 46
4.2.4 VERSAGEN DER ZELLVERBINDER 47
4.2.5 KURZSCHLUESSE 47
4.2.6 REKOMBINATIONSAKTIVE DEFEKTSTRUKTUREN 48
4.2.7 DEGRADATION DER HALBLEITERSCHICHT (ZELLKORROSION) 49
4.2.8 GLASBRUCH 49
4.2.9 VERFAERBUNG DES VERKAPSELUNGSMATERIALS 49
4.2.10 DELAMINATION 50
5 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN 51
5.1. UNTERSUCHUNG VON RISSEN 52
5.2. PRUEFKOERPERHERSTELLUNG 53
5.3. RISSE NACH TEMPERATURWECHSELBELASTUNG 54
5.3.1 PRUEFKOERPER 54
5.3.2 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 55
5.3.3 AUSWERTUNG 55
5.4. RISSE NACH MECHANISCHER BELASTUNG 55
5.4.1 VERSUCHSAUFBAU 56
5.4.2 PRUEFKOERPER 57
5.4.3 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 58
5.4.4 AUSWERTUNG 59
5.5. UEBERTRAGUNG AUF MODULGROESSE 60
6 ERGEBNISSE UND DISKUSSION 63
6.1. RISSE NACH TEMPERATURWECHSELBELASTUNG 63
6.1.1 VERSUCHE MIT HANDGELOETETEN ZELLEN 63
6.1.2 VERSUCHE MIT INDUSTRIELL GELOETETEN ZELLEN 66
6.2. RISSE NACH MECHANISCHER BELASTUNG 69
6.2.1 VERGLEICH VON MONO- UND MULTIKRISTALLINEN ZELLEN 69
6.2.2 VERGLEICH UNTERSCHIEDLICHER LAMINATAUFBAUTEN 73
6.2.3 KORRELATION DER BRUCHSPANNUNG ZUR RISSLAENGE 75
6.2.4 UEBERTRAGUNG AUF MODULGROESSE 78
6.3. EINFLUESSE AUF DIE RISSENTSTEHUNG 83
6.3.1 VERGLEICH UNTERSCHIEDLICHER HERSTELLUNGSBEDINGUNGEN 83
6.3.2 VERGLEICH VON ZELLEN MIT UNTERSCHIEDLICHER DICKE 85
6.3.3 UNTERSUCHUNG NEUER ZELLKONZEPTE 86
6.3.4 VERGLEICH UNTERSCHIEDLICHER VERKAPSELUNGSMATERIALIEN .... 87
6.3.5 VERAENDERUNGEN NACH TEMPERATURWECHSELBELASTUNG 89
6.3.6 VERAENDERUNGEN NACH FEUCHTE-WAERME-PRUEFUNG 92
6.3.7 WERTUNG DER VERSUCHE 94
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 95
A ANHANG 99
A.L. MECHANISCHE SPANNUNG IN DEN ZELLEN EINES PV-MODULS UNTER GLEICH
FOERMIGER FLAECHENLAST 100
A.2. PROBENUEBERSICHT 102
A.3. LAMINIERPARAMETER 105
A.4. UEBERSICHT PRUEFSOFTWARE 106
A.5. AUSWERTUNG DES MECHANISCHEN BELASTUNGSTESTS 108
A.5.1 PRUEFKOERPER GLAS, 4 MM, EVA, RUECKSEITENFOLIE, SENKRECHT . . . 109
A.5.2 PRUEFKOERPER GLAS, 4 MM, EVA, RUECKSEITENFOLIE, PARALLEL .... 111
A.5.3 PRUEFKOERPER DOPPELGLAS, 2,1 MM, EVA, SENKRECHT 113
A.6. DATENBLAETTER 114
LITERATURVERZEICHNIS 121
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 129
DANKSAGUNG 131
ANGABEN ZUR PERSON 133
PUBLIKATIONSLISTE 135
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