05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik

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Start date: 2019End date: 2019Institute: search.filters.UBSInstitut.Institut für Photovoltaik

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    ItemOpen Access
    Quantifizierende Elektrolumineszenz für Silizium-Solarzellen und -module
    (2019) Kropp, Timo; Werner, Jürgen H. (Prof. Dr. rer. nat. habil.)
    Diese Arbeit präsentiert zwei neue Messmethoden auf Basis der Elektrolumineszenz zur Charakterisierung von Solarzellen und -modulen. Beide Methoden nutzen die Strominjektion, um ein Lumineszenzbild zu quantifizieren. Der Unterschied zwischen den Methoden besteht in der zeitlichen Variation der Strominjektion bzw. Stromextraktion. Bei der gepulsten Strominjektion sowie -extraktion hängt der zeitliche Verlauf der resultierenden Elektrolumineszenz von der effektiven Ladungsträgerlebensdauer in der untersuchten Solarzelle ab. Die eingeführte analytische Beschreibung der normierten periodischen Intensitätsdifferenz zwischen zwei unterschiedlich strommodulierten Lumineszenzbildern ist unabhängig von der Belichtungszeit der Bildaufnahme. Bei der zeitlich konstanten Strominjektion ist die Amplitude der Lumineszenzintensität zusätzlich durch den lokalen Serienwiderstand bzw. Parallelwiderstand einer Solarzelle bestimmt. Die zweite entwickelte Methode dieser Arbeit ist in der Lage, Leistungsverluste von Photovoltaikmodulen durch mechanische Defekte sowie potentialinduzierte Degradation anhand eines einzelnen Lumineszenzbildes quantitativ zu bewerten. Der durch einen Defekt hervorgerufene Leistungsverlust gegenüber der ursprünglich nach dem Datenblatt verfügbaren Leistung wird präzise vorhergesagt.
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    ItemOpen Access
    Measuring test bench with adjustable thermal connection of cells to their neighbors and a new model approach for parallel-connected cells
    (2019) Fill, Alexander; Mader, Tobias; Schmidt, Tobias; Llorente, Raphael; Birke, Kai Peter
    This article presents a test bench with variable temperature control of the individual cells connected in parallel. This allows to reconstruct arising temperature gradients in a battery module and to investigate their effects on the current distribution. The influence of additional contact resistances induced by the test bench is determined and minimized. The contact resistances are reduced from 𝑅Tab+=81.18 μΩ to 𝑅Tab+=55.15 μΩ at the positive respectively from 𝑅Tab-=35.59 μΩ to 𝑅Tab-=28.2 μΩ at the negative tab by mechanical and chemical treating. An increase of the contact resistance at the positive tab is prevented by air seal of the contact. The resistance of the load cable must not be arbitrarily small, as the cable is used as a shunt for current measurement. In order to investigate their impacts, measurements with two parallel-connected cells and different load cables with a resistance of 𝑅Cab+=0.3 mΩ, 𝑅Cab+=1.6 mΩ and 𝑅Cab+=4.35 mΩ are conducted. A shift to lower current differences with decreasing cable resistance but qualitatively the same dynamic of the current distribution is found. An extended dual polarization model is introduced, considering the current distribution within the cells as well as the additional resistances induced by the test bench. The model shows a high correspondence to measurements with two parallel-connected cells, with a Root Mean Square Deviation (RMSD) of 𝜉RMSD=0.083 A.