TCO Korrosion bei Dünnschichtmodulen



Was ist die TCO Korrosion?

Betroffen sind bei diesem Problem ausschließlich Dünnschtmodule. Dabei handelt es sich um eine Schädigung der TCO Schicht, die sich auf der Innenseite des Deckglases von Dünnschichtmodulen befindet.

Durch den unterschiedlichen Aufbau sind dabei gewisse Typen von Dünnschichtmodulen mehr betroffen als andere. Am anfälligsten sind dabei Module mit Zellen aus amorphen Silizium (a-Si) oder Cadmium-Tellurid (CdTe), welche in Superstrat-Technologie hergestellt werden. Dabei befindet sich die TCO Schicht direkt am Deckglas. Jene mit Substrat-Aufbau sind kaum betroffen.


Grafik: SMA.de


Die Korrosion entsteht in diesem Fall durch Natrium Ionen, die durch ein negatives elektrisches Feld vom Deckglas zur TCO Schicht gelangen. Feuchtigkeit beschleunigt zudem diesem Prozess. Die TCO Schicht wird dabei milchig und verliert nach und nach an Leitfähigkeit. Das führt zu einer zunehmenden Leistungsminderung der Module.

Die TCO Korrosion ist irreversibel, das bedeutet wenn diese mal an der TCO Schicht eingesetzt hat und die Leitfähigkeit dadurch beeinträchtigt wurde, lässt sich der dadurch entstandene Leistungsabfall auch nicht mehr rückgängig machen. Hat die Korrosion erstmal eingesetzt, kann man diese meist auch durch Sichtkontrolle erkennen. Dabei haben die Module vor allem zum Rand hin milchige Streifen und Abschnitte. Die TCO Schicht ist in diesen Fällen meist schon beschädigt.


Foto: IHKS-Fachjournal



Wie lässt sich die TCO Korrosion vermeiden?

Da die TCO Korrosion im Betrieb der Module bereits sehr schnell einsetzen kann, ist es immer am besten bereits im Vorhinein entsprechende Maßnahmen zu treffen.

Da die Korrosion dann auftritt, wenn ein negatives elektrisches Feld entsteht, gilt es dieses schon im Vorhinein zu vermeiden. Negative Ströme können dann fließen, wenn am PV Generator ein negatives Potential gegen Erde besteht. Zwar wird dieser Korrosionseffekt durch eindringende Feuchtigkeit noch verstärkt, das Hauptproblem sind aber in jedem Fall die negativen Leckströme, die hier entstehen.

Um ein negatives Potential und somit die negativen Ströme zu vermeiden, kann der Minuspol des PV Generators geerdet werden. Diese Maßnahme wird zum Beispiel auch beim bekannten PID Effekt angewendet werden. Dabei führt ebenfalls ein negatives Potential zu einer Leistungsminderung vom Modul.

PID wie er bei kristallinen Modulen auftreten kann, darf aber nicht mit der TCO Korrosion der Dünnschichtmodule verwechselt werden. Die TCO Korrosion ist im Gegensatz zur PID irreversibel und die Leistungsminderung kann nicht mehr rückgängig gemacht werden wenn die TCO Schicht erstmal an Leitfähigkeit verloren hat.

Besteht bei den Modulen ein Risiko der TCO Korrosion, gibt es vom Hersteller eine Erdungsempfehlung. So sollte es zumindest sein.

Die negative Erdung sorgt dafür, dass ein elektrisches Feld entsteht, welches die Natrium-Ionen von der TCO Schicht wegstoßt. Die Korrosion kann so garnicht erst entstehen.

Doch eine negative Polerdung ist wiederum nur möglich bei der Verwendung eines Wechselrichters mit Transformator also mit galvanischer Trennung. Heutzutage werden aber vorwiegend transformatorlose Wechselrichter eingesetzt. Dies führte dazu, dass viele dann doch auf kristalline Module ausweichen


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Fazit

Die Gefahr der TCO Korrosion besteht längst nicht bei allen Dünnschichtmodulen. Einige davon und vor allem jene aus a-Si und CdTe sind aber weiterhin davon betroffen. Eine mögliche Erdungsempfehlung soll dabei immer eingehalten werden, somit kann die Korrosion erst garnicht auftreten. Mögliche Polerdungen funktionieren aber nur in Kombination mit Transformator-bestückten Wechserichtern.

Werden aus Unwissenheit oder anderen Gründen keine Vorkehrungen getroffen, kann eine eingesetzte Korrosion nicht mehr rückgängig gemacht werden. Unbeachtet kann sie zu drastischen Leistungsabfällen der Dünnschichtmodule führen.

Bei Unklarheiten bietet sich aber wie immer an, den Kontakt mit dem Hersteller aufzusuchen.