Warum fallen manche Solarmodule schneller aus, als man denkt?
26.08.2025
Solarmodule sollen Jahrzehnte halten, doch eine der häufigsten Ursachen für eine unzureichende Leistung bleibt oft unbemerkt: Mikrorisse. Diese winzigen Risse in der Zellstruktur, die für das Auge unsichtbar sind und nur durch eine Elektrolumineszenzprüfung (EL) aufgespürt werden können, können in aller Stille die Leistungsabgabe verringern, die Lebensdauer des Systems verkürzen und sogar das Brandrisiko erhöhen. Für EPCs, Installateure und Anlagenbesitzer stellen versteckte Risse sowohl eine technische als auch eine finanzielle Belastung dar.
Die versteckten Risiken von Mikrorissen
Risse können in mehreren Phasen entstehen – bei der Herstellung, dem Transport, dem Einbau und dem langfristigen Betrieb unter mechanischer Belastung. Ihre Auswirkungen sind schwerwiegend:
- Leistungsverlust: Risse unterbrechen den Stromfluss und verringern die Stromerzeugung.
- Leckströme: Siliziumrückstände an den Bruchkanten können lokale Kurzschlüsse auslösen.
- Zellbruch: geschwächte Bereiche sind anfälliger für äußere Belastungen, was zu sichtbaren Rissen oder zum Ausfall des Stromkreises führt.
- Hotspots und Brandgefahr: Beschädigte Bereiche erhitzen sich ungleichmäßig, was die Alterung beschleunigt und Sicherheitsbedenken aufwirft.
Zwar ist keine Solartechnologie immun, aber manche Konstruktionen sind anfälliger für Risse als andere.
Warum TOPCon ein höheres Risiko darstellt
TOPCon hat sich als Mainstream-Technologie durchgesetzt, ist aber aufgrund seiner Konstruktion anfälliger für versteckte Risse:
- Dünnere Wafer: Um die Kosten zu senken, werden TOPCon-Zellen häufig mit Siliziumwafern unter 130 µm hergestellt. Je dünner der Wafer ist, desto geringer ist die mechanische Festigkeit und desto größer ist die Gefahr von Rissen bei Handhabung oder Belastung.
- Komplexe Rückseitenschichten: Die ultradünne tunnelnde Oxidschicht und die polykristalline Siliziumschicht von TOPCon dehnen sich anders aus und ziehen sich anders zusammen als der Wafer, was bei thermischen Zyklen zu lokalen Spannungen führt.
- Silberpaste und Lötbelastung: Die herkömmliche Metallisierung auf Silberbasis und das “Z”-Löten konzentrieren die mechanische Belastung auf die Zellkanten. In Verbindung mit hohen Löttemperaturen erhöht sich dadurch die Wahrscheinlichkeit von Brüchen.
- Schwächere Stressabsorption: Im Vergleich zu Konstruktionen mit dickerem Glas oder fortschrittlichen Vernetzungsmethoden sind Standard-TOPCon-Module weniger effektiv bei der Verteilung mechanischer Belastungen wie Winddruck oder Hagelschlag.
Kurz gesagt, der Wettlauf um Effizienz hat zu strukturellen Kompromissen geführt, die die Zuverlässigkeit beeinträchtigen können.
Ein anderer Weg: N-Typ ABC
Nicht alle hocheffizienten Technologien sind mit den gleichen Nachteilen verbunden. AIKOs N-Type All Back Contact (ABC)-Architektur geht das Problem der Risse an der Wurzel an:
- Robuste Kupferverbindungen ersetzen die Silberpaste, wodurch spröde Verbindungen vermieden und Spannungspunkte reduziert werden.
- Die optimierte mechanische Belastbarkeit sorgt für eine stärkere Tragfähigkeit, so dass die Integrität bei Transport, Installation und jahrzehntelangem Betrieb erhalten bleibt.
- Ein besserer Temperaturkoeffizient begrenzt die thermische Belastung und sichert eine stabile Stromerzeugung auch in heißen Klimazonen.
Für EPCs und Anlagenbesitzer bedeutet dies ein geringeres Risiko versteckter Risse, eine stabilere langfristige Leistung und eine bessere Investitionsrendite.
Mit der zunehmenden Verbreitung der Solarbranche wird die Langlebigkeit ebenso wichtig wie die Spitzeneffizienz. Technologien, die versteckte Rissrisiken minimieren, werden darüber entscheiden, welche Projekte tatsächlich die versprochenen Erträge über die gesamte Lebensdauer liefern. Die Branche hat festgestellt, dass nicht alle hocheffizienten Module unter realen Bedingungen gleich gut funktionieren.
Durch ein Überdenken der Zellstruktur und der Verschaltung zeigt die ABC-Technologie, dass es möglich ist, einen hohen Wirkungsgrad mit langfristiger Zuverlässigkeit zu kombinieren – eine Grundlage, die bei der Umstellung der Solarbranche nicht außer Acht gelassen werden darf.
