Fraunhofer-Wissenschaftler erhält Innovationspreis für PID-Testverfahren

Volker Naumann vom Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik (CSP) erhielt den DIN-Innovationspreis für die Entwicklung eines Prüfverfahrens zur Ermittlung eines Defekts in Silizium-Solarzellen. Der mit 3000 Euro dotierte Preis wurde dem Wissenschaftler für sein Prüfgerät „PIDcon“ am Dienstag auf der Hannover Messe überreicht, wie das Forschungsinstitut berichtete.

Wenn Photovoltaik-Module mit kristallinen Siliziumsolarzellen hohen Systemspannungen ausgesetzt sind und in feuchter Umgebung betrieben werden, können Leistungseinbußen auftreten. Dies wird potenzial-induzierte Degradation (PID) genannt und kann bis zum kompletten Ausfall der betroffenen Module führen. Fraunhofer CSP zufolge ist es Neumann und seinem Team nun gelungen, die physikalischen Grundlagen der PID aufzuklären und diesen Prozess in ein Modell zu überführen.

Untersuchungen auf der Mikrostrukturebene hätten gezeigt, dass Kristalldefekte im Silizium Kurzschlüsse erzeugten und diese für PID verantwortlich seien. Diese als Stapelfehler bezeichneten Kristalldefekte haben nur eine Länge von wenigen Mikrometern und eine Dicke von gerade einmal einer Atomlage, wie das Forschungsinstitut weiter mitteilt. Die Kurzschlüsse würden dann durch das Eindringen von Natriumatomen in das Silizium der Photovoltaik-Zelle entstehen.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen sei am Fraunhofer CSP gemeinsam mit der Firma Freiberg Instruments ein Testgerät entwickelt worden, das die Anfälligkeit von Solarzellen für diesen Effekt misst. Mit Hilfe von „PIDcon“ sei nun erstmals ein Teststandard nach DIN (SPEC 91348) für die PID-Tests an Silizium-Solarzellen definiert, ohne das die Solarmodule in großen Klimakammern getestet werden müssten. Stattdessen sei es nun möglich, PID-Test an einzelne, unverkapselte Solarzellen schnell sowie ohne großen Material-, Energie- und Arbeitsaufwand durchzuführen. „PIDcon“ werde bereits seit 2014 kommerziell angeboten.