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Solarzellen

Arbeitsgruppe 4.52

Profil

Die Arbeitsgruppe „Solarzellen“ ist für die Weitergabe radiometrischer Einheiten im Bereich der Photovoltaik zuständig. Ein wesentlicher Punkt ist hierbei die primäre Kalibrierung von Referenzsolarzellen, indem ihr Kurzschlussstrom unter Standardtestbedingungen ISTC und ihre absolute spektrale Bestrahlungsstärke-Empfindlichkeit bestimmt wird. Dafür werden auch der Temperaturkoeffizient und die Linearität dieser Größen gemessen. Optional kann von der Referenzsolarzelle mit höchster Präzision die Kennlinie sowie deren spektral- und polarisationsaufgelöste Winkelabhängigkeit gemessen werden. Im F&E-Bereich beschäftigt sich die Arbeitsgruppe mit der primären Kalibrierung von Referenzsolarzellen für Weltraum-Anwendungen, mit der Entwicklung genauerer Outdoor-Kalibriermethoden und mit der Charakterisierung von Sonnensimulatoren. Bei den Normungsaktivitäten stehen auf nationaler und internationaler Ebene die Normenreihen DIN EN / IEC 60904 (Photovoltaische Einrichtungen) und DIN EN / IEC 61853 (Energy-Rating) im Fokus.

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Forschung/Entwicklung

  • Forschung und Entwicklung zur primären Realisierung der spektralen Bestrahlungsstärke-Empfindlichkeit von Empfängern, wie Solarzellen, Photometern und Filterradiometern
  • Einsatz von Lasern zur noch genaueren Kalibrierung von Solarzellen
  • Forschung und Entwicklung zur primären Kalibrierung von Referenzsolarzellen für Weltraum-Anwendungen, insbesondere Komponentenzellen und Multijunctionzellen
  • Enge Zusammenarbeit mit der Industrie mit der Zielsetzung eines zeitnahen Transfers der entwickelten Methoden und der gewonnenen Erkenntnisse in industriellen Anwendungen
  • Realisierung und Bewahrung der World Photovoltaic Scale (WPVS) durch regelmäßige internationale Vergleiche
  • Forschung für realitätsnähere Normen zur Bewertung von Solarmodulen

Auszug aktueller Projekte:

  • EURAMET: EMRP ENG 55 „Towards an energy-based parameter for photovoltaic classification (PhotoClass)” http://photoclass.ptb.de
  • EURAMET: EMRP ENG 51 „ Metrology for III-V materials based high efficiency multi junction solar cells (SolCell)” http://projects.npl.co.uk/solcell
  • EURAMET: EMRP ENV 59 „Traceability for atmospheric total column ozone (ATMOZ)” http://projects.pmodwrc.ch/atmoz/index.php
  • BMWi: MNPQ-Vorhaben „Verfahren zur Rückführung von flasher-kalibrierten Solarzellen und Modulen im industriellen Umfeld“
  • BMWi: MNPQ-Vorhaben „Charakterisierung und Optimierung eines LED-basierten Sonnensimulators im Hinblick auf industrielle Anwendungen“

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Dienstleistungen

  • Kalibrierung der absoluten spektralen Bestrahlungsstärke-Empfindlichkeit von Solarzellen, Photometern und (Filter-)Radiometern in homogenen Strahlungsfeldern im Wellenlängenbereich von 210 nm bis 1,9 µm
  • Kalibrierung des Kurzschlussstroms unter Standard-Test-Bedingungen von Referenzsolarzellen mit weltweit geringster Messunsicherheit von 0.5 %.
  • Kalibrierung von Komponentenzellen für Multijunction-Weltraumzellen mit 3 oder 4 pn-Übergängen.
    Präzessionskennlinien von Referenzzellen (Messdauer pro Kennliniensatz bei verschiedenen Bestrahlungsstärken und Temperaturen: 8 Stunden)
  • Ermittlung der (Nicht-)Linearität sowie des Temperaturkoeffizienten vom Kurzschlussstrom unter Standard-Testbedingungen und der spektralen Empfindlichkeit von Solarzellen.
  • Wellenlängen- und polarisationsrichtungsabhängige Einstrahlungswinkelabhängigkeit von Solarzellen

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Informationen

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