Neue Referenzzellen für die Photovoltaik
Optimierter Aufbau ermöglicht Kalibrierung des erweiterten Infrarotspektrums.
Eine neue Version von Referenzzellen für die Kalibrierung von Solarzellen haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE entwickelt. Im Kalibrierlabor des Instituts haben Forscher einen neuen Zelltyp auf Basis von negativ leitendem Siliziummaterial integriert und gleichzeitig den Aufbau der Referenzzelle optimiert. Für die Kalibrierung unterschiedlicher Solarzellentypen lässt sich die spektrale Empfindlichkeit der Referenzzelle durch optische Filter präzise anpassen und somit die Messunsicherheit deutlich reduzieren. Die neue Version der Referenzzellen erfüllt alle internationalen Standards. Vor allem Prüflabors, Zell- und Modulhersteller können mit der neuen Zelle die Qualität ihrer Messungen deutlich erhöhen. Auch die exakte Messung der solaren Einstrahlung im Feld ist mit der Outdoor-Version der Zelle möglich.
Abb.: Neue Referenzzelle des Fraunhofer ISE, entwickelt nach den internationalen Standards der World Photovoltaic Scale (WPVS, Bild: Fh.-ISE)
Je präziser die Einstrahlung bestimmt werden kann, desto genauer lässt sich die Performance von Photovoltaik-Kraftwerken ermitteln. Die Kalibrierlabors des Fraunhofer ISE vermessen seit vielen Jahren für internationale Kunden verschiedene Typen von Solarzellen und Photovoltaik-Modulen gemäß internationaler Normen. Die Entwicklung von Referenzzellen für In- und Outdoormessungen hat das Institut in den vergangenen 15 Jahren ebenfalls vorangetrieben.
„Für unsere neue Version von Referenzzellen nach dem World Photovoltaic Scale Standard haben wir den inneren Aufbau komplett verändert“, erläutert Stefan Brachmann vom Fraunhofer ISE. „Die Referenzzellen wurden in Hinblick auf Linearität, Stabilität, Homogenität und Dauerhaftigkeit optimiert“. Erstmals haben die Forscher eine Silizium-Solarzelle aus n-Typ-Material integriert, die eine deutliche Erweiterung der spektralen Empfindlichkeit im Vergleich zu den weiterhin erhältlichen p-Typ-Referenzzellen bedeutet. Die neue Referenzzelle empfiehlt sich daher besonders zur Kalibrierung von ebenfalls auf n-Typ basierenden neuen Solarzellen und Modulen, die im Infraroten eine bessere spektrale Empfindlichkeit besitzen als die bisherigen auf p-Typ basierenden Zellen. Die thermische Ankopplung von Zelle und Gehäuse haben die Forscher ebenfalls verbessert, wodurch sich ein kleinerer Temperaturgradient zwischen Solarzelle und Referenzzellengehäuse ergibt.
Fh.-ISE / RK
