Kalibrierung und Charakterisierung von Solarzellen: Vergleich von gepulster und stationaerer Sonnensimulation

Fuer die sekundaere Kalibrierung von Photovoltaischen Modulen im Vergleich mit Referenzsolarzellen werden ueberwiegend gepulste Sonnensimulatoren eingesetzt, mit denen die Forderungen nach Homogenitaet und spektraler Anpassung an ein Referenz-Sonnenspektrum zugleich ohne Erwaermung des Moduls gut erfuellt werden koennen. Grossflaechige Strahlungsfelder der gleichen Qualitaet lassen sich mit einem stationaeren Simulator bei vertretbarem technischen und wirtschaftlichen Aufwand nicht erzeugen. Flasher-Kalibrierungen fuehren jedoch oft zu Fehlern insbesondere bei hocheffizienten Solarzellen, verursacht durch Verzerrungen der transient gemessenen Strom-Spannungs-Kennlinien. Die daraus folgenden Kennlinienaufspaltungen wurden in Abhaengigkeit von Solarzellentechnologie und Messbedingungen systematisch untersucht, dokumentiert und modellmaessig simuliert. Auf der Basis dieser Grundsatzanalyse lassen sich die prinzipiell unvermeidbaren transienten Stoereffekte nicht nur erklaeren sondern auch vollstaendig korrigieren. Dazu wurde ein einfaches Korrekturverfahren fuer die Umrechnung in die unverzerrte Kennlinie entwickelt, das nur zwei bestimmte Dunkelkennlinien aus Hilfsmessungen benoetigt. Daneben wurden Detailverbesserungen fuer die Kalibrierung von Referenzsolarzellen erreicht, Prototypen grossflaechiger Referenzzellen entwickelt sowie neue und weiterentwickelte transiente und quasistationaere Laborverfahren zur optoelektronischen Charakterisierung von Solarzellen getestet, mit denen Stoerstelleneigenschaften ueberwiegend zerstoerungsfrei und z.T. orts- bzw. tiefenaufgeloest untersucht werden koennen. (orig.)Pulsed solar simulators are widely used for the secondary calibration of photovoltaic modules against reference solar cells, because the uniformity and spectral match requirements for large-area class A or B simulators can be met more easily and economically by pulsed than by steady-state simulators. Moreover, a pulsed simulator produces little additional heat that could increase the temperature of the PV device during the measurement. However, the transient measurement of current-voltage characteristics during a single flash in the ms range often induce distortions or hysteresis effects especially in high-efficiency or high-resistivity silicon solar cells. The sweep-rate distortions have systematically been studied, revealed and simulated by computation as a function of cell technology and measurement conditions. Based on this fundamental analysis, the distortions that have been found to be unavoidable can both be explained and fully be corrected. A simple correction procedure including two auxiliary characteristics measurements in the dark has been developed for the transformation of the distorted IV-curve into the undistorted characteristics. Moreover, detailed improvements in the calibration of reference solar cells have been carried out and prototypes of large-area reference cells have been developed. New as well as developed transient and steady-state laboratory methods for the optoelectronic characterization of solar cells have been tested which can be used to study impurity effects where non-destructive and spatially resolved techniques were the main topic of interest. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 3254(47) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman