Spezifische Degradationsrisiken

Schadensuntersuchung und Analytik

In beschleunigten Alterungstests werden Alterungsmechanismen wie z.B. sogenannte „Schneckenspuren“ simuliert und dadurch die Empfindlichkeit der Module gegenüber spezifischen Effekten geprüft.Schema zur Untersuchung von Modulschäden und -degradation
© Fraunhofer ISE

In beschleunigten Alterungstests werden Alterungsmechanismen wie z.B. sogenannte „Schneckenspuren“ simuliert und dadurch die Empfindlichkeit der Module gegenüber spezifischen Effekten geprüft.

Bestimmte Materialien und Materialkombinationen im Modul zeigen eine erhöhte Anfälligkeit für spezifische Degradationseffekte und Leistungseinbußen (z.B. Schneckenspuren, PID, kapazitive Effekte). Mit unseren eigens entwickelten Prüfprogrammen können wir diese Risiken gezielt adressieren und bewerten.

 

PID (Potential Induced Degradation)

Potentialinduzierte Degradation (PID) ist ein Fehlermechanismus, der im Feld zu hohen, teilweise irreversiblen Leistungseinbußen führt. In einem PID-Test prüfen wir die Empfindlichkeit der Module gegenüber elektrischen Potentialdifferenzen zwischen Zellen und Rahmen/Glas entsprechend dem aktuellen Stand der Wissenschaft und Forschung.

 

UV-induzierte Degradation

Die UV-Prüfung wird im Rahmen der Modulzertifizierung als Vorkonditionierung mit einer UV-Dosis von 15 kWh/m² durchgeführt. Da bestimmte Fehlermechanismen nachweislich durch UV-Strahlung induziert sind, kann eine UV-Prüfung mit einer höheren UV-Dosis dazu beitragen, das Entstehungsrisiko dieser Fehler zu erkennen.

 

Schneckenspuren

Auf Solarzellen mit Mikrorissen können Verfärbungen der Metallisierung auftreten, die wie Schneckenspuren aussehen. Die Verfärbungen werden durch verschiedene chemische Mechanismen ausgelöst, die Fraunhofer ISE in einer Studie untersucht hat. Inwiefern diese optischen Merkmale mit Langzeitfolgen, z.B. Delamination, in den betroffenen Modulen im Zusammenhang stehen, wird derzeit noch geprüft.

Mithilfe innovativer und modernster Analysemethoden untersuchen wir im TestLab PV Modules die Fehlerbilder systematisch. Dabei prüfen wir folgende Faktoren:

  • welche Modulkomponenten und chemischen Bestandteile sind für Schneckenspuren verantwortlich?
  • wie verläuft die Alterung der Module - sind Langzeitschäden zu erwarten?

Die Langzeitauswirkungen testen wir mit Hilfe beschleunigter Alterungstests im TestLab PV Modules. Außerdem prüfen wir neue Materialien und Materialkombinationen auf ihre Anfälligkeit für Schneckenspuren.

 

LeTID (Light and elevated Temperature Induced Degradation)

Insbesondere PV-Module, die mit rückseitig passivierten Zellen der sogenannten PERC Technologie aufgebaut sind, können von „Light and elevated Temperature Induced Degradation“ (Le-TID) betroffen sein. Im Gegensatz zur lichtinduzierten Degradation (LID) besteht bei diesen Modulen die Gefahr einer langsamen, jedoch massiven Leistungs-Degradation, die auf sehr lange Sicht  vollständig oder teilweise regenerieren kann. Wir entwickeln Prüfverfahren, um LeTID-Effekte an PV-Modulen zu untersuchen.