Ursachenaufklärung neuer Defekte an PERC-Solarzellen
Der veränderte Aufbau hat aber auch zur Folge, dass sich neue Fehlerbilder für diesen Zelltyp ergeben und sich damit die Kriterien zur Qualitätsbewertung gegenüber den aktuellen Standardsolarzellen verändern. Das betrifft sowohl Fehler, die direkt in der Produktion auftreten, wie z.B. unvollständige Verfüllungen der Rückkontakte, sogenannte „PERC-Voids“. Aber auch die Langzeitstabilität kann durch neue Degradationsmechanismen beeinträchtigt sein, z.B. durch licht-induzierte Degradation an multi-kristallinen PERC-Solarzellen. Zur Ursachenaufklärung dieser Defekte werden am Fraunhofer CSP in Halle/Saale elektrische und mikrostrukturelle Charakterisierungstechniken kombiniert und dadurch Prüfmethoden zur zuverlässigen Bewertung von PERC-Zellen ermöglicht.
Für die Prüfung einer Solarzelle auf „Voids“ sind Verfahren für den schnellen und zerstörungsfreien Nachweis erfolgreich getestet worden. Mit diesen Verfahren, können „voids“ hinsichtlich ihrer Häufigkeit und ihrer elektrische Verluste quantifiziert werden. Weiterhin wurde ein Verfahren entwickelt, wodurch sich der betroffene Rückkontakt hinsichtlich der Verteilung seines lokalen Back-Surface Fields (BSF) über große Bereiche abbilden lässt. Das BSF ist für eine verlustarme Passivierung des Kontakts notwendig, kann aber durch „Voids“ degradieren.
[note Rückseitenkontaktbewertung am Beispiel einer (a) zerstörungsfreien elektrischen sowie strukturellen Void-Prüfung sowie einer (b) mikrostrukturellen Analyse (kolorierte Abbildung) – Bilder © Fraunhofer CSP]
Neben den produktionsbedingten Fehlern an PERC Solarzellen ist auch die Langzeitstabilität unter realistischen Umwelteinflüssen entscheidend. Am Fraunhofer CSP wurde ein Verfahren zur schnellen Bewertung licht-induzierter Degradation entwickelt und zum Patent angemeldet. Damit lässt sich die Dynamik der verschiedenen Phasen von Degradations- und Regenrationsprozessen quantifizieren und es lassen sich somit Aussagen über die Langzeitstabilität von Solarzellen ableiten.
->Quellen und weitere Informationen:
- csp.fraunhofer.de
- [1] S. Großer, M. Werner, C. Hagendorf; Microstructure of Void Formation Stages at Local Rear Contacts, Energy Procedia 77 (2015) 701 – 706
- [2] S. Großer, S. Eiternick, M. Turek; Non-Destructive Characterization and Microscopic Properties of Rear Contact Voids in PERC Cells, 31st European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition (2015) ISBN 3-936338-39-6