Thermographie
Am Thermographie-Messstand können
- Ortsaufgelöste Messungen der Ladungsträgerlebensdauer in Silicium mittels "Infrared Lifetime Mapping" (ILM)
- Ortsaufgelöste Mappings von strukturellen Defekten in Silicium mittels "Infrared Trap Mapping" (ITM)
- Charakterisierungen von Solarzellen mittels Lock-in Infrarot-Thermographie
- Qualitätsprüfungen von Solarmodulen
durchgeführt werden.
Mit der Infrarot-Kamera aufgenommenes Ladungsträgerlebensdauer-Mapping eines 12.5x12.5 cm großen multikristallinen Silicium-Wafers. Ortsauflösung: 200 µm, Messdauer: 1 s.
Kamerabasierte Lock-In Thermografie
Zur Bestimmung der lokalen Verlustleistung in Solarzellen mit hoher Ortsauflösung wird am ISFH eine Wärmebildkamera eingesetzt. Bei dem als Lock-In Thermografie bezeichneten Verfahren wird zwischen Messungen im Dunkeln (DLIT) und unter Beleuchtung (ILIT) unterschieden.
Mit der Infrarot-Kamera aufgenommenes Mapping der Versetzungsdichte eines 12.5x12.5 cm großen multikristallinen Silicium-Wafers.
Im Falle von DLIT werden Ladungsträger über den pn-Übergang in die Solarzelle injiziert. Orte hoher lokaler Rekombination zeigen einen lokalen Temperaturanstieg. Mittels Lock-In-Technik lässt sich dieser Temperaturanstieg mit einer Auflösung von bis zu 25 µK messen. Bei der Solarzellencharakterisierung wird dieses Verfahren zum Auffinden von Shunts eingesetzt. Im Falle von ILIT werden Überschussladungsträger optisch mit Hilfe von Leuchtdiodenarrays erzeugt. Wird an die Solarzelle gleichzeitig eine Spannung angelegt, so ist eine präzise Bestimmung der Verteilung von Leistungsverlusten unter Betriebsbedingungen möglich. Bei geeigneter Lock-In Frequenz ist die Ortsauflösung durch die Pixelzahl des Detektors limitiert und beträgt 625 µm bei einer Solarzelle mit einer Kantenlänge von 15 cm.
Mit Lock-in Infrarot-Thermographie gemessenes Shunt-Mapping einer kommerziellen 12.5x12.5 cm großen Silicium-Solarzelle.
Die nebenstehenden Bilder geben einen Eindruck von der Leistungsfähigkeit der Messmethoden.
Ansprechpartner
Dr. Karsten Bothe
Tel. +49 (0) 5151-999 425
E-Mail: bothe@isfh.de
Thermographiebild eines kommerziellen 36-Zellen-Solarmoduls, bei dem nur die unteren 18 Zellen kontaktiert wurden.