Eine Solarzelle ist eine Diode. Schickt man Strom in Durchlassrichtung hindurch, sendet sie ein schwaches Leuchten im nahen Infrarot aus, die Umkehrung dessen, wie sie Licht in Strom umwandelt. Die Elektrolumineszenz-(EL-)Bildgebung fotografiert dieses Leuchten im Dunkeln über das gesamte Modul. Wo die Zelle funktioniert, leuchtet sie; wo sie gerissen, abgetrennt oder durch einen Shunt kurzgeschlossen ist, bleibt sie dunkel.
Was EL sichtbar macht
- Risse und Mikrorisse: dunkle Linien, die manchmal einen Teil einer Zelle isolieren.
- Gebrochene oder unterbrochene Finger: dunkle Streifen entlang der Metallisierungslinien.
- Inaktive Bereiche: durch Risse abgetrennte Zellbereiche, vollständig dunkel.
- Shunts und Kontaktfehler: ungleichmäßige Helligkeit oder dunkle Flecken.
- Prozesssignaturen: Muster aus Löten, Laminieren oder Handhabung.
Warum eine Leistungsmessung nicht genügt
Eine frisch gerissene Zelle kann noch leiten, sodass das Modul am Tag des Flashtests nahe an seiner Nennleistung bewertet werden kann. Unter Temperaturwechseln, Wind- und Schneelast öffnet sich der Riss, isolierte Bereiche wachsen, und im Feld geht Leistung verloren. EL zeigt den Schaden, bevor er zum Garantiefall wird.
Wie die Messung durchgeführt wird
Das Modul wird in einem abgedunkelten Gehäuse an eine Gleichstromversorgung in Durchlassrichtung angeschlossen, typischerweise bei einem Strom nahe seinem Kurzschlussstrom. Eine im nahen Infrarot empfindliche Kamera bildet das gesamte Modul ab. IEC TS 60904-13 beschreibt das Verfahren sowie die Aufnahme und Auswertung der Bilder. Eine zweite Aufnahme bei einem niedrigeren Strom hilft, Widerstandsfehler von Shunts zu unterscheiden.
EL in einer Messlinie
Der effiziente Platz für EL ist neben der Leistungsmessung, auf derselben Kontaktierung. Pasan EL Inspection schaltet das Modul zwischen I-V und EL um, ohne es zu bewegen, und verriegelt die Umschaltung in der Firmware: Die Speisung wird ausgeschaltet und ihr Abschalten bestätigt, das Modul wird entladen und auf null Volt geprüft, und erst dann schaltet das Relais um. Jedes Modul verlässt die Station mit einer Leistungsangabe und einem EL-Bild unter derselben Seriennummer.
Häufig gestellte Fragen
- Was ist eine Elektrolumineszenzprüfung von Solarmodulen?
- Bei der EL-Prüfung wird ein PV-Modul im Dunkeln in Durchlassrichtung betrieben und das Nahinfrarotlicht abgebildet, das seine Zellen aussenden. Funktionierende Zellbereiche leuchten; Risse, gebrochene Finger, inaktive Bereiche und Shunts erscheinen dunkel.
- Welche Norm behandelt die EL-Bildgebung von PV-Modulen?
- IEC TS 60904-13 beschreibt die Elektrolumineszenz-Bildgebung von Photovoltaikmodulen.
- Kann ein gerissenes Modul einen Leistungstest trotzdem bestehen?
- Ja. Ein frischer Riss kann noch leiten, sodass das Modul nahe an seiner Nennleistung bewertet wird und dann im Feld Leistung verliert, wenn sich der Riss öffnet. Die EL-Bildgebung zeigt den Riss direkt.
- Lassen sich EL und I-V an derselben Station messen?
- Ja. Pasan EL Inspection nutzt die Kontaktierung des Flashers mit und schaltet über ein verriegeltes Relais zwischen I-V und EL um, sodass jedes Modul eine Leistungsangabe und ein EL-Bild erhält, ohne bewegt zu werden.
