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Neuer Messplatz zur rückgeführten Kalibrierung der Strom-Spannungs-Kennlinie von Referenzsolarzellen

04.01.2016

Zur Erweiterung des Leistungsangebots der Arbeitsgruppe 4.14 im Bereich Solarzellen ist ein automatisierter Messplatz zur rückgeführten Kalibrierung der Strom-Spannungskennlinien von Referenzsolarzellen entwickelt und aufgebaut worden. Dies wurde durch die steigende Zahl der Kundenanfragen zu solchen Messungen notwendig. Nach eingehender Charakterisierung wurde dieser Messplatz im Sommer 2015 erfolgreich für Kalibrierungen nach IEC-Norm 60891 auditiert und kann nun im regulären Betrieb eingesetzt werden. Temperatur- und Bestrahlungsstärkeabhängige Kennlinienmessungen an Solarzellen sind notwendig um wichtige Leistungsdaten wie den Füllfaktor und die Leerlaufspannung, welche auf den Wirkungsgrad der Solarzelle rückschließen lassen, zu bestimmen. In Kombination mit der Bestimmung des Kurzschlussstroms unter Standard-Testbedingungen mittels differentieller spektraler Empfindlichkeitskalibrierung ist es nun möglich diese Parameter mit niedrigster Messunsicherheit zu ermitteln. Dies wird unter anderem durch die Verwendung hochpräziser Messmittel, wie rauscharme Spannungsquellen und Messverstärker erreicht. Auch die geringe Regelinstabilität der Temperatur von kleiner 0,05°C und die überwachte zeitliche Bestrahlungsstärkestabilität mit Abweichungen von wenigen Promille während der Messung ermöglicht die geringe Messunsicherheit des Messplatzes. Durch diese Maßnahmen werden zum Beispiel bei der Bestimmung des Füllfaktors und der Leerlaufspannung von WPVS Referenzsolarzellen unter Standard-Testbedingungen relative Messunsicherheiten deutlich kleiner als 0,5% erreicht. Durch die Etablierung dieser Messmethode an der PTB wird es zukünftig möglich sein, die Effizienz von Hochleistungssolarzellen zu bestimmen und diese mit Messunsicherheit an die Kunden weiterzugeben.

 

 

                           Abb.:  Solarzelle am Kennlinienmessplatz unter simuliertem Sonnenlicht mittels LEDs.