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Preisgünstiges Solarpanel aus Restposten-Zellen

Bei einem bekannten Online-Auktionshaus gibt es gelegentlich sehr preiswerte Angebote für Solarzellen, die bei der Herstellung aussortiert wurden, weil Sie durch Fehler bei der Waferprozessierung ihre Nennleistung nicht ganz erreichen. Rechnet man jedoch die Kosten der Zellen auf deren abgegebene Leistung um, so kommt man auf Kosten von ca. 1,70 Euro/Wp, was verglichen mit fertigen Modulen (welche im Einzelhandel ca. 5 Euro/Wp kosten) sehr günstig ist. Somit könnten solche Restposten-Solarzellen geeignet sein, um sehr günstige Panels aufzubauen. Um die Solarzellen jedoch im Freien einsetzen zu können, müssen sie in einem wetterfesten, lichtdurchlässigen Gehäuse eingebaut werden.

Hier sollte eine Möglichkeit untersucht werden, ein solches wetterfestes Gehäuse möglichst preissüngstig herzustellen. Zunächst wurde ein Zehnerpack quadratischer, polykristalliner Solarzellen mit 10x10 cm^2 für 18 Euro ersteigert, wovon sechs Solarzellen hintereinander geschaltet wurden.

Die Idee war nun, zwei Glasplatten als Gehäuse zu verwenden, welche nach dem Einsetzen der hintereinandergeschalteten Solarzellen mit Silikonkitt im Abstand von ca. 5mm zusammenzuklebt wurden. Die Solarzellen wurden dabei mit einem "Klecks" Silikonkitt einzeln auf der unteren Platte befestigt. Silikonkitt ist für das Zusammenkleben von Glasplatten besonders geeignet, da durch freie OH-Gruppen auf der Oberfläche des Glases eine mechanisch hoch belastbare Verbindung mit dem Polymer entsteht. Auf diese Weise konnte ein einstellbarer Abstandshalter und eine Dichtung in einem erhalten werden. Um während dem Zusammendrücken der beiden Glasplatten ein Entweichen der eingeschlossenen Luft zu ermöglichen, wurde zunächst eine Kanüle einer Spritze in den Spalt eingebracht, welche später wieder entfernt wurde.

Solarpanel im Glasgehäuse nach dem Zusammenkleben

Es stellte sich heraus, dass der Silikonkitt in so einer dicken Schicht zwischen zwei Glasplatten sehr lange benötigt, um fest zu werden (bei diesem Exemplar waren es ca. 8 Wochen). Man kann den Fortschritt der Aushärtung durch die Glasscheibe beobachten, da der pastenförmige und ausgehärtete Kitt unterschiedliche Brechungsindizes haben. Der Grund für diese lange Zeitdauer liegt vermutlich daran, dass der Kitt zum Aushärten Wasser benötigt, das durch eine zunehmend dickere Silikonschicht hindurchdiffundieren muss. Möglicherweise kann man den Vorgang durch Einbringen einiger Tropfen Wasser ins Innere des Panels beschleunigen, jedoch sollte man dabei sehr sparsam sein, um ein späteres Beschlagen des Panel von innen und Korrosion zu vermeiden. Vermutlich wäre es ausreichend, wesentlich dünnere Silikondichtungen einzubringen, damit die Aushärtung in kürzerer Zeit vonstatten geht. Auch in dünneren Schichten sollte der Silikonkitt noch eine mehr als ausreichende Stabilität besitzen.

Rückseite des Solarpanels

Das Panel wies nach dem Zusammenbau eine Leerlaufspannung von knapp 3 Volt und einen Kurzschlussstrom von 2,6 Ampere auf. Dieser nahm auch nach mehreren Monaten nicht ab, wodurch gefolgert wurde, dass Korossion durch flüchtige Stoffe aus dem Silikonkitt keinen nennenswerten Einfluss auf die Zellen haben.