Neue Methode zur Messung von Elektrolumineszenz

Forscher am Institut für Photovoltaik der Universität Stuttgart haben zusammen mit ihren Kollegen vom Steinbeis-Zentrum für Photovoltaik in Stuttgart eine neue Methode der Elektrolumineszenzmessung entwickelt. Damit lassen sich Solarmodule auch bei Tageslicht auf Schäden hin untersuchen. Zusammen mit High Finesse, einem Anbieter von Wellenlängenmessgeräten und Spektrumanalysatoren in Tübingen, soll die neue Technologie in das Messsystem DaySy integriert werden.

Defekte Stellen leuchten nicht

Die bisher gängigen Methoden, Schäden an Solarmodulen zu erkennen, sind die Untersuchung mit Wärmebildkameras und die Elektrolumineszenz. Allerdings können die Module mit einer Wärmebildkamera nur untersucht werden, wenn sie genügend Strom produzieren, so dass sich schadhafte Stellen auf dem Modul erwärmen. Die Kamera stellt dann die heißen Stellen farbig dar, so dass eine genaue Eingrenzung des Schadens möglich wird. Das passiert aber nur bei einer Sonneneinstrahlung von mehr als 700 Watt pro Quadratmeter. Für schlechte Standorte bedeutet das schon fast volle Sonneneinstrahlung. Die Stuttgarter Forscher setzen bei der Elektrolumineszenz an. Dabei greift man darauf zurück, dass die Solarzelle nicht nur aus Licht Strom produziert, sondern auch aus Strom Licht. Die Zelle leuchtet aber nur dort, wo sie intakt ist. Schadhafte Stellen bleiben dunkel. Mittels einer für die Solarzellenlumineszenz optimierten Kamera können die Prüfer diese für das menschliche Auge nicht sichtbaren dunklen Stellen erkennen. Bisher funktionierte das aber nur Nachts oder bei schlechtem Wetter. Denn die Sonneneinstrahlung überlagert die wesentlich schwächere Lumineszenz der Anlagen, so dass eine Messung unmöglich wird.

Schäden schnell erkennen

Mit dem neuen System, das die Forscher entwickelt haben, lässt sich die Lumineszenz der Solarzellen jetzt unabhängig von den Lichtverhältnissen messen. Außerdem haben die Forscher die Messung der Photo- mit der Messung der Elektrolumineszenz kombiniert. Mit dieser Methode lässt sich nicht nur die schadhafte Stelle genau eingrenzen, sondern auch die Art des Schadens genau klassifizieren. Wenn die Messmethode in das Messsystem DaySy integriert ist, können die Servicedienstleister die gängigsten Schäden innerhalb weniger Sekunden erkennen. Das reicht von gebrochenen Zellverbindern über Mikrorisse, inaktive Zellflächen, Verluste durch Serienwiderstände und schlechtes Schwachlichtverhalten bis hin zur potentialinduzierten Degradation. (Sven Ullrich)