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04.03.19 22:40
19 Tag(e)

Elektrolumineszenz


Elektrolumineszenzaufnahme mit Zellbrüchen und inaktiven Zellbereichen

Die Elektrolumineszenz ist allgemein beschrieben ein bildgebendes Messverfahren, welches ermöglicht, direkt in die Zellen eines Solarmoduls „hineinzuschauen“ und mögliche Defekte zu erkennen. Es ist vereinfacht und bildlich ausgedrückt eine Art "Röntgen", bei dem auch Strahlen eine Rolle spielen, jedoch keine Röntgenstrahlen, sondern Lichtstrahlen. Solche Aufnahmen erfordern zum einen eine Rückbestromung des Moduls, zum anderen eine spezielle Kamera.

Sinn und Zweck solcher Anwendungen ist, ähnlich wie bei der bekannten Thermografie, Fehler, Defekte oder Schäden an Modulen bzw. deren Zellen festzustellen und dies mit einer weitaus besseren und differenzierteren Darstellung, als es in der Thermografie möglich ist.

Die erwähnte differenzierte Darstellung ergibt sich aus folgender technischer Grundlage: Bei einer fehlerfrei funktionierenden und ansonsten nicht anderweitig beeinträchtigten Zelle verteilt sich das einfallende Licht gleichmäßig auf die Zellfläche. In dem Halbleiter erfolgen daher die bereits oben beschriebenen Prozesse des Elektronenflusses ebenso gleichmäßig über die Frontkontakte sowie Busbars bis hin zur Anschlussdose des Modules und weiter über den String zu den Wechselrichtern. 

Bei einem mit einem Rückstrom belasteten Modul (Zelle) erwartet man daher ebenfalls eine gleichmäßige, über die gesamte Zell- oder Modulfläche verteilte „Aktivität“ der Zellen. Allgemein gilt dabei: Je mehr Photonen ein Zellbereich abstrahlt, desto aktiver ist dieser beim stromerzeugenden Betrieb der Zelle. Andererseits wirken Zelldefekte oder inaktive Zellbereiche eher dunkel. Somit können aktive Zellbereiche (ohne Defekte) gegenüber schwach bis nicht mehr aktiven Zellbereichen (Defekte) unterschieden werden.  


Zu den meist mit bloßem Auge nicht erfassbaren Fehlern, welche die Modulleistung und Lebensdauer in zahlreichen Fällen jedoch überaus negativ beeinflussen, zählen unter anderem: 

·  Mikrorisse und Zellsplitter

·  vollständige und zellübergreifende Brüche 

·  Verunreinigungen in der Zelle

·  Kristallisationsdefekte im Wafer

·  unterbrochene Kontaktfinger

·  Ablösung der Busbars

·  Hotspots

·  Defekte oder kurzgeschlossene Bypassdioden

·  PID (potentialinduzierte Degradation)