Glas/Backsheet oder Doppelglas TOPCon?

Veröffentlicht am: 25.02.25

Die Entwicklung der Photovoltaikmodulstrukturen war geprägt vom Übergang von Glas-Backsheet zu Doppelglas, vor allem bedingt durch Langlebigkeitsbedenken und den Aufstieg bifazialer Zellen. Während das Glas-Backsheet-Design bis 2019 aufgrund seiner einfachen Fertigung dominierte, zwangen Probleme mit der Alterung bestimmter Polymerfolien die Hersteller, ihre Entscheidungen zu überdenken.

Ab 2022 hat der beschleunigte Aufstieg der TOPCon-Module, die empfindlicher gegenüber Feuchtigkeit und Korrosionsrisiken sind, die Einführung von Doppelglas, das bereits auf dem Markt vorhanden war, verstärkt, um die Zellen besser zu schützen. Diese strukturelle Wahl beeinflusst mehrere Leistungskennwerte: Widerstand gegen Feuchtigkeitseintritt, mechanische Stabilität gegenüber Lasten und Stößen sowie die langfristige Zuverlässigkeit des Moduls. Dennoch bestehen Kompromisse zwischen Langlebigkeit und anderen Parametern wie Gewicht, mechanischer Festigkeit und Energieertrag.

Die folgende Vergleichstabelle stellt diese verschiedenen Kriterien gegenüber, um die Vor- und Nachteile der aktuellen Lösungen im Kontext der Alterung monofazialer TOPCon-Module klarer zu bewerten:
 

Langlebigkeit

Glas (3,2 mm) – Backsheet

Feuchtigkeitseintritt:
● Leistungsverlust beim Damp-Heat-Test (2000 h): durchschnittlich -1,9 %.
● 46 % der Glas/Backsheet-Module zeigten nach DH2000 einen Leistungsverlust von weniger als 2 %.

Degradationsrate:
● Etwa 0,7 % Degradation pro Jahr, mit einer Restleistung von 80 % nach 25 Jahren.

PID-Widerstand
● PID-empfindlich aufgrund von Feuchtigkeitseintritt.

Thermische Stabilität:
● Begrenzt: Das Polymer-Backsheet degradiert bei hohen Temperaturen.

Wärmeabfuhr:
● Leitet die Wärme besser ab, verbessert die Effizienz in heißen Klimazonen und hält die Zelltemperatur auf einem moderaten Niveau.
 

Doppelglas (2 × 2,0 mm)

Feuchtigkeitseintritt:
● Leistungsverlust beim Damp-Heat-Test (2000 h): durchschnittlich -1,0 %.
●  85 % der Glas/Glas-Module zeigten nach DH2000 einen Leistungsverlust von weniger als 2 %.
 

Degradationsrate:
● Etwa 0,45 % Degradation pro Jahr, mit einer Restleistung von 87 % nach 25 Jahren.
 

PID-Widerstand:
● Gute PID-Beständigkeit dank besserer Feuchtigkeitsabdichtung.
 

Thermische Stabilität:
● Sehr gut: thermische Beständigkeit des Glases.

Wärmeableitung:
● Speichert mehr Wärme, was die Effizienz aufgrund hoher Betriebstemperaturen verringern kann.
 

Mechanische Belastungen

Glas (3,2 mm) – Backsheet

Druck- und Sogfestigkeit:
● Anfällig für Mikrorisse unter Wind- und Schneelast.
● Aufgrund ihrer asymmetrischen Struktur sind die Zellen Zugkräften ausgesetzt, was das Risiko von Rissen erhöht.
 

Hagelbeständigkeit:
● RG4 (höhere Widerstandsfähigkeit).
 

Doppelglas (2 × 2,0 mm)

Druck- und Sogfestigkeit:
● Steifer, weniger anfällig für Mikrorisse.
● Dies wird durch ihre symmetrische Struktur ermöglicht, bei der die Zellen auf einer neutralen Achse liegen, wodurch Zug- und Druckspannungen reduziert werden.

Hagelbeständigkeit:
● RG3 (geringere Widerstandsfähigkeit).
 

Leistungsindikatoren

Glas (3,2 mm) – Rückseitenfolie

Energieeffizienz: 
● Beschränkt auf die Vorderseite, daher kein Gewinn auf der Rückseite.
● Durch die Alterung der Rückseitenfolie nimmt die Feuchtigkeitsbeständigkeit ab, was zu einer beschleunigten Alterung der Einkapselung und zur Korrosion der Metallkontakte führt, wodurch die Effizienz der Zellen beeinträchtigt wird oder sogar das Modul zerstört wird. 

Kosten: 
● Geringere Anschaffungskosten, kostengünstigere Polymer-Backsheet.

Gewicht: 
● Leichter:  ∼ 20 kg (pro Modul 1762 x 1134 mm).
 
Anwendungen: 
● Standard-Photovoltaikanlagen, nicht geeignet für bifaziale oder halbtransparente Systeme (Agri-PV).
● Geringe Kompatibilität mit 2000-V-Systemen.
 

Lebensdauer: 
● Voraussichtliche Lebensdauer von etwa 25 Jahren.
 

Recyclingfähigkeit: 
● Für Platten in gutem Zustand bietet SOREN die Trennung der Schichten durch Delaminierung an.

Doppelglas (2 x 2,0 mm)

Energieeffizienz:
● Beidseitige Funktionalität für Bodenmodule möglich, die unter idealen Bedingungen einen Ertragsgewinn von bis zu 11 % ermöglicht, in der Realität also 4-5 %.
● Dank einer besseren Beständigkeit gegen Verschleißerscheinungen ist eine bessere Langzeitleistung garantiert.


Kosten:
● Höhere Anschaffungskosten, Doppelverglasung verursacht zusätzliche Materialkosten.
 

Gewicht:
● Schwerer: ∼ 25 kg (pro Modul 1762 × 1134 mm).
 

Anwendungen:
● Geeignet für teiltransparente Dächer (Agri-PV) und bifaziale Systeme.
● Bessere Kompatibilität mit 2000-V-Systemen.
 

Lebensdauer:
● Längere Lebensdauer, über 30 Jahre.

Recycelbarkeit:
● Derzeit ist nur das Zerkleinern möglich. Anschließend erfolgt eine Trennung der Materialien (hydraulische Verfahren, Wirbelstromverfahren oder Dichtetrennung).
 

Bi-Glas ist langlebiger, mit besserer Feuchtigkeitsbeständigkeit, einer geringeren Degradationsrate und einer längeren Lebensdauer. Durch die Bifazialität verbessert es den Ertrag und reduziert das Risiko von Mikrorissen. Allerdings ist es schwerer, teurer und erfordert eine häufigere Wartung. Glas-Backsheet-Module sind leichter und kostengünstiger, degradieren jedoch schneller und sind auf monofaziale Anwendungen beschränkt, verfügen dafür aber über weiter fortgeschrittene Recyclingprozesse. Bei Synapsun fällt die Wahl auf Bi-Glas, um optimale Leistungen und eine bessere langfristige Haltbarkeit zu gewährleisten.
 

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