Analytik

Für alle Fragestellungen zur Qualität und zum Alterungsverhalten von Materialien für PV-Module ist die Identifikation von geeigneten Messgrößen (Degradationsindikatoren) von entscheidender Bedeutung. Mit Hilfe solcher Degradationsindikatoren können Modelle der Kinetik der Degradationsreaktionen entwickelt werden. Ein Fokus unserer Arbeit liegt dabei auf der (Weiter-)Entwicklung – möglichst zerstörungsfreier – Prüfverfahren. Zusätzlich zu Freibewitterungstests und beschleunigten Alterungstests ermöglichen numerische Simulationstechniken die Untersuchung der Degradationsvorgänge von solarthermischen Komponenten, wie z.B. über die Berechnung von Stoff- und Energietransportprozessen über sehr lange Zeiträume. Hauptthemen unserer Arbeit sind die Untersuchung der Langzeitstabilität von Materialien für die Anwendung in PV-Systemen, v.a. von Polymermaterialien. Das Spektrum umfasst jedoch auch Themen aus unterschiedlichsten Branchen mit ähnlichen Problemstellungen und Materialklassen.

Für diese Aufgaben arbeitet bei uns ein interdisziplinäres Team aus Naturwissenschaftlern, Ingenieuren und Technikern Hand in Hand, um maßgeschneiderte Lösungen für die vielfältigen Fragestellungen der Degradationsanalytik zu finden.

Neben verschiedensten Bewitterungstestständen und -geräten stehen folgende analytischen Einrichtungen zur Verfügung:

Rasterkraftmikroskop

Die Rasterkraftmikroskopie (engl. Atomic Force Microscopy, AFM) dient der Untersuchung der Oberflächenbeschaffenheit, wie z. B. der Topographie, der Adhäsion und der Steifheit einer Probe. Die Kombination von Raman- und Rasterkraftmikroskop in einem Gerät ermöglicht eine umfassende 3D-Materialanalytik.

Raman-Mikroskop

Das konfokale Raman-Mikroskop ermöglicht eine schnelle und zerstörungsfreie chemische Charakterisierung unterschiedlichster Materialien. Die Analyse kleiner Proben wie Polymerfolien, Laminaten oder auch Si-Zellen kann mittels motorisiertem Scan-Tisch in 3D erfolgen. Auch große Proben, können unter Verwendung eines speziellen Messkopfes problemlos untersucht werden.

FT—IR/ UV/ VIS--Spektrometer

Ermöglicht die optische Charakterisierung von Proben mittels Transmissons- und Reflexionsmessungen. Hierfür dienen am Fraunhofer ISE konstruierte Ulbrichtkugeln für den UV und den sichtbaren (0,33µm - 2,4µm), sowie für den IR-Bereich (2,5µm - 17µm).

ATR-IR Spektroskop

Ermöglicht die oberflächensensitive Analyse von Materialien hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung.

REM / EDX

Rasterelektronenmikroskop kombiniert mit Energiedispersiver Röntgenspektroskopie. Ermöglicht die Visualisierung und chemische Identifizierung im nanoskaligen Bereich.

Elektrolumineszenzkamera

Elektrolumineszenz-messungen dienen der elektro-optischen Charakterisierung von Solarzellen. Auf diese Weise können Ursachen für Leistungseinbußen, wie z.B. Zellrisse oder eine gealterte Zellmetallisierung, sichtbar gemacht werden.

Permeationsmessstand

Ein eigens entwickelter Permeationsteststand mit höchster Auflösung dient dazu, Barrierematerialien hinsichtlich ihrer Durchlässigkeit gegenüber Wasserdampf oder anderen gasförmigen Stoffen bei unterschiedlichen Umgebungsklimaten zu untersuchen. Hierbei werden Permeations- und Diffusionskoeffizienten mittels hochpräziser Messtechnik erfasst und ausgewertet. Durch den flexiblen Aufbau ist es zudem möglich auch komplexe Fragestellungen, beispielsweise die Barriereeigenschaften von Randversiegelungen, zu untersuchen und zu charakterisieren.

Kontaktwinkelmesseinrichtung

Der Kontaktwinkel ist eine physikalische Größe zur Beschreibung der Benetzbarkeit einer Oberfläche und charakterisiert diese von hydrophob bis hydrophil. Die Größe ist ein relevantes Indiz zur Bewertung der Schmutzanhaftung bzw. Selbstreinigungsfähigkeit einer Oberfläche.

Zugprüfmaschine

Universalprüfmaschine zur Bestimmung von mechanischen Werkstoffeigenschaften.