Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE| Laufzeit: | 01/2021 - 12/2023 |
| Auftraggeber / Zuwendungsgeber: |
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) |
| Kooperationspartner: | PVATePla AG; Coveme (assoziiert); Meyer Burger (assoziiert) |
| Projektfokus: |       |
ZeitnaH – Zerstörungsfreie Bewertung der Alterungseigenschaften von Modulkomponenten und Validierung angepasster HAST-Verfahren
Pressure Cooker Testkammer am Fraunhofer ISE.
Ultraschallmikroskop Mess-Stand der Firma PVA TePla für vollformatige Module am Fraunhofer ISE.
Ziele von ZeitnaH sind die Beschleunigung und Validierung von Prüf- und Qualifizierungsverfahren für PV-Module und enthaltene Materialien. Die Methoden sollen verschiedenen Akteuren entlang der PV-Wertschöpfungskette helfen, ihre Entwicklungsprozesse zeit- und kosteneffizienter zu gestalten und die Produktqualität zu erhöhen.
Hierzu werden zum einen hochbeschleunigte Alterungstests (engl. „highly accelerated stress tests“ HASTs) als auch mechanische Charakterisierungsmethoden und Ultraschall-Mikroskopie (engl. Scanning acoustic microscopy“ SAM) untersucht und optimiert. Zudem wird ein Verfahren zur Identifikation und Konsistenz-Sicherung der verwendeten Materialien (analytischer Fingerabdruck) entwickelt.
Bei der Entwicklung der HASTs steht inbesondere der Pressure Cooker Test im Fokus, bei dem die PV-Module und Materialien hohen Temperaturen und extremem Wasserdampfdruck (z.B. 120 °C, 2 bar) ausgesetzt werden. In einem ersten Schritt wird seine Aussagekraft als beschleunigtes Testverfahren mit dem gängigen Damp Heat Test (85 °C, 85 % rel. Feuchte, IEC61215:2021-2) verglichen. Dafür werden umfangreiche Experimentalreihen unter systematischer Variation von Prüfparametern und Materialkompositionen durchgeführt.
Zur besseren Qualitäts-Sicherung werden zudem destruktive und non-destruktive Charakterisierungs-Verfahren entwickelt, die es erlauben, die verbauten Materialien, insbesondere Polymere,zu identifizieren sowie deren Eigenschaften und Qualität auch auf Konsistenz zu prüfen (analytischer Fingerabdruck).
Zudem werden die gängigen Verfahren zur Bestimmung der Haftkraft (Peel Tests) auf ihre Aussagekraft überprüft und weiterentwickelt. Dabei werden Verfahren wie der Dual Cantilever Beam Test auf ihre Eignung für PV-Materialien und -Module überprüft.
Zur Weiterentwicklung der SAM werden Möglichkeiten entwickelt, die Eigenschaften der verbauten Materialien bei verschiedenen Temperaturen (Range) zu untersuchen. Zudem ist ein Messaufbau in Entwicklung, der eine genauere Bestimmung des E-Moduls der verbauten Materialien erlaubt.