Fraunhofer CSP entwickelt neues Verfahren zur Riss-Untersuchung bei Solarzellen

23.12.2013 / Archiv / Photovoltaik

Photovoltaik-Module auf Dächern oder Feldern müssen im Winter Wind- und Schneelasten aushalten. Dabei kann es zu Schäden kommen. Untersuchungen haben gezeigt, dass vor allem Risse in Solarzellen ein häufig auftretendes Problem sind. Sie beeinträchtigen die Modulleistung und können im schlimmsten Fall zu Kurzschlüssen führen.

Forscher des Fraunhofer-Centers für Silizium-Photovoltaik CSP (Halle/Saale) haben nun ein Verfahren entwickelt, um die Rissentstehung während der Belastung und unter definierten Randbedingungen zu untersuchen, berichtet das Institut in einer Pressemitteilung.
„Wir haben hierfür spezielle und günstige Prüfkörper entwickelt, so dass das Verfahren auch im großen Maßstab in der Industrie eingesetzt werden kann, um die Modulzuverlässigkeit zu verbessern”, erklärt Dr. Martin Sander.

Automatischer Versuchsablauf ermittelt Risse
Bei dem neuen Verfahren werden Solarzellen im Modullaminat unter definierten Randbedingungen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Dazu haben die Wissenschaftler eine Universalprüfmaschine mit 4-Punkt-Biegeeinrichtung mit einer Elektrolumineszenz-Kamera (EL-Kamera) kombiniert und einen automatischer Versuchsablauf programmiert. Die Belastung wird schrittweise erhöht. Bei jedem Lastschritt wird eine EL-Aufnahme erzeugt, sodass am Ende des Versuchs Risse exakt der Belastung zugeordnet werden können, bei der sie entstanden sind.
“Als Ergebnis wird eine sogenannte In-Laminat-Festigkeit berechnet, was nach dem bisherigen Stand der Technik nicht möglich war”, betont Sander. Damit sei es möglich, zukünftige Modulaufbauten mit neuartigen Solarzellen, Gläsern oder Verkapselungsmaterialien unter definierten Laborbedingungen zu analysieren und die Wahrscheinlichkeit einer Rissbildung unter einer mechanischen Belastung vorherzusagen.