Labor- und Produktionsmesstechnik

Die Labor- und Produktionsmesstechnik am Fraunhofer CSP bietet umfassende Mess-, Analyse- und Klassifizierungsverfahren für Solarzellen und PV‑Materialien. Im Mittelpunkt stehen präzise Datenerfassung, Ursachenanalytik auf der Nano‑Skala sowie Inline‑ und Offline‑Methoden zur Bewertung von Leistungsparametern. Moderne Werkzeuge wie die Mess- und Klassifizierungsplattform MK4, hyperspektrale Bildgebung oder leistungsvariable Sonnensimulatoren ermöglichen eine zuverlässige Prozessoptimierung von der Forschung bis zur industriellen Fertigung. Damit liefert die Einrichtung zentrale Beiträge zur Qualitätssicherung und Weiterentwicklung leistungsfähiger Photovoltaiktechnologien.

Mit der Mess- und Klassifizierungsplattfom MK4 bieten wir eine leistungsstarke Lösung zur Analyse und Optimierung von Solarzellen.

Zu den Dienstleistungen gehören die vollständige Datenerfassung und Analyse von I-V-Parametern und EL-Bildern im Rahmen der Eingangskontrolle, die Ursachenanalyse auf Nano-Skala sowie die Unterstützung bei der Analyse von Produktionsprozessdaten.

Hochmoderne Methoden wie die TEM-EDX-Kartierung und die Nutzung künstlicher Intelligenz zur Bildklassifizierung eröffnen der Solarzellenindustrie kundenspezifische Lösungen für die Qualitätskontrolle.

Sonnensimulator - Lichtinduzierte Degradation (LID) zuverlässig testen

Lichtinduzierte Degradation (LID) betrifft alle PV-Technologien – von Solarzellen bis zu Modulmaterialien wie Polymeren oder Leitklebern. Der am Fraunhofer CSP entwickelte Sonnensimulator quantifiziert LID unter exakt definierten Bedingungen.

Mit variabler Lichtintensität bis 2000 W/m², Temperaturen bis 130 °C und kombinierter Licht- und Strombelastung ermöglicht das System beschleunigte Alterungstests mit Echtzeitüberwachung.

So lassen sich neue Materialien normgerecht bewerten, Entwicklungszeiten verkürzen und Vergleichstests unter stabilen Bedingungen durchführen – ideal für Forschung, Qualitätssicherung und Marktanalysen.

Hyper Spectral Imaging

Hyperspektralbildgebung verbindet hochauflösende Bildgebung mit spektraler Analyse. Jedes Pixel enthält detaillierte Informationen über Reflexion oder Transmission – ideal für präzise Materialuntersuchungen.

Anwendungen

• Klassifikation von Materialien und Schichtstrukturen
• Identifikation von Kunststoffen und Baustoffen
• Qualitätskontrolle von Druckmustern und Dünnschicht-Solarzellen

Messtechnologie und Intelligente Datenanalyse

Wir nutzen modernste VNIR- und SWIR-Kameras sowie Scanner-Setups für Indoor- und Outdoor-Messungen. Die Systeme ermöglichen eine schnelle, hochauflösende Analyse großer Flächen.

Unsere Softwarebibliothek kombiniert Bildverarbeitung mit maschinellem Lernen zur automatisierten Spektralklassifikation – für zuverlässige und skalierbare Ergebnisse.

Uniformitätstester für Sonnensimulatoren – Schnell, präzise, robust

Sonnensimulatoren sind unverzichtbar für die zur Bewertung von Solarzellen und -modulen und müssen höchste Anforderungen an die Lichtqualität erfüllen.

Das innovative Sensorsystem erfasst die laterale Lichtintensitätsverteilung effizient und hochauflösend  – in weniger als 2 Millisekunden.

Funktionen und typische Anwendungen

Es misst über eine Solarzellenmatrix, ist transportabel und anpassbar, und bietet eine intuitive Benutzeroberfläche mit drei Betriebsmodi (steady-state, triggered-flash, loop). Typische Anwendungen sind die Entwicklung neuer LED-Lichteinheiten sowie die Prüfung von Simulatoren nach Wartung oder Lampenwechsel.

BOM-Tester – Materialbewertung unter realen Bedingungen

Der BOM-Tester schließt die Lücke zwischen Labor- und Außentests für PV-Materialien. Mit präziser I-V-Elektronik ermöglicht er die schnelle Bewertung von bis zu 16 Mini-Modulen gleichzeitig – sowohl unter kontrollierten Laborbedingungen als auch im Freien.
Das System ist tragbar, flexibel einstellbar und bietet eine intuitive Benutzeroberfläche mit anpassbarer Firmware.

Typische Anwendungen reichen von der Entwicklung neuer PV-Technologien über das Screening von Glasbeschichtungen bis hin zur Analyse von Kontaktdegradation in Klimakammern.
Der BOM-Tester liefert damit wertvolle Daten für F&E-Labore, Materiallieferanten und Modulhersteller.

Schnelle Qualitätskontrolle großer Zellchargen

Mit der MK4‑Plattform werden täglich tausende Solarzellen vollautomatisch vermessen. I‑V‑ und EL‑Daten werden statistisch ausgewertet, und auffällige Zellen sofort erkannt. Hersteller nutzen diese Analysen, um Prozessschwankungen frühzeitig zu identifizieren und ihre Produktion stabiler zu steuern.

Outdoor‑Bewertung neuer PV‑Materialien

Der mobile BOM‑Tester ermöglicht die schnelle Leistungsbewertung von Gläsern, Polymeren oder neuen Zelltechnologien unter realistischen Außenbedingungen. Hersteller vergleichen damit verschiedene Materialkombinationen und optimieren ihre Module auf maximale Energieerträge.

Materialdiagnostik für die Skalierung photoelektrochemischer (PEC-) Technologien

Ein zentrales Entwicklungsthema in der direkten solarbasierten Wasserspaltung ist der Übergang von wissenschaftlichen Konzepten zu skalierbaren, industrietauglichen PEC‑Systemen. Mithilfe modular erweiterbare PEC‑Testinfrastrukturen, Labor‑ und Outdoor‑Prüfständen sowie mikrostruktureller Analysen identifizieren wir Defekte, Degradationsmechanismen und Leistungsgrenzen und unterstützen diesen Transfer.