Siden solcellepaneler begynte å bli brukt i stor skala i kraftverk, har produsenter forsøkt å redusere produksjonskostnadene og oppskalere produksjonen. Dette har ført til utviklingen av stadig større solceller, fra de tidlige størrelsene 125 mm × 125 mm til over 210 mm × 210 mm. Følgelig har effekten til grunnleggende solcellepaneler økt fra 100 W+ til over 700 W+.
Med denne økningen i effekt har imidlertid også modulvekten økt betydelig, og nådde omtrent 35 kg per modul eller 12,4 kg/m². Inkludert monteringsbraketter øker vekten til rundt 16 kg/m². Slike tunge moduler byr på utfordringer ved installasjon på store industrielle og kommersielle tak, som ofte har begrenset bæreevne. Denne begrensningen hindrer installasjon av tradisjonelle moduler på slike tak, noe som skaper en flaskehals i bransjens utvikling.
Utfordringer og innovasjoner
For å håndtere dette har det blitt et hovedfokus å redusere vekten på modulemballasjen. Fleksible moduler som kan tilpasse seg konturene til ulike arkitektoniske overflater er svært etterspurt. De første forsøkene involverte tynning av glasset og optimalisering av rammer i aluminiumslegering. For eksempel reduserte det å redusere glasstykkelsen fra 3,2 mm til 2,0 mm vekten med omtrent 3 kg/m². Tynnere glass går imidlertid på bekostning av modulstyrken, noe som nødvendiggjør mindre modulstørrelser for å oppfylle pålitelighetsstandarder, og løser dermed ikke kjerneproblemet.
Storskala moduler med glassemballasje er fortsatt tungvinte å montere på taket og utsatt for brudd under transport og bygging, noe som utgjør en sikkerhetsrisiko. Som et resultat er glassinnkapslede moduler bedre egnet for bakkemonterte kraftverk.
Søket etter alternative materialer for å erstatte glass i modulemballasje har pågått. Lette innkapslingsmaterialer med forbedret ytelse har gjort glassfri emballasje til en levedyktig løsning.
Fremskritt innen lette materialer
Tidlige lettvektsmoduler brukte fluorpolymerfilmer og bakplater av glassfiber som støtte, og erstattet glass. Selv om de var egnet for vanntette og fleksible tak (f.eks. TPU-belagte overflater med limfeste), var bakplatene fortsatt for tykke, noe som ga en modulvekt på rundt 8 kg/m².
I de senere år har fremskritt innen komposittmaterialer og modifiserte polymerer oppnådd innkapslingsytelse som er sammenlignbar med glass. Disse materialene gjør det mulig for lette moduler å oppfylle industristandarder med en driftslevetid på 25 år, og gir fotovoltaisk ytelse tilsvarende glassmoduler. Dette gjennombruddet har akselerert bruken av emballasjeløsninger uten glass, spesielt for takmonterte applikasjoner, og utvidet omfanget av fotovoltaiske installasjoner.
