Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP
Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP

Mikrostrukturdiagnostik für PV‑Module & Kontakte

Prozess- und Fehleranalyse für verbesserte Zuverlässigkeit

Wir bieten umfassende Dienstleistungen zur Bewertung elektrischer Kontakte, kundenspezifischen Prozesscharakterisierung und Ursachenanalyse von Defekten, insbesondere der elektrischen Verschaltung, um die Leistung und Zuverlässigkeit Ihrer Systeme zu verbessern.

Dienstleistungen

Strukturaufklärung

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Prozessanalyse und Fehlerdiagnostik

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Strukturaufklärung

Magnetfeldmessung eines PV‑Moduls zur zerstörungsfreien Detektion elektrischer Defekte wie Kabelbrüchen oder Fehlströmen.
© Fraunhofer CSP
Die Funktion, Wirkweise und Zustand der Verschaltung im Modul kann zerstörungsfrei erkannt und klassifiziert werden.

Material- Eigenschaftsbeziehungen

  • Breites Portfolio zerstörungsfreier Prüfverfahren
  • Leistungsmessung, EL, Thermographie, Stromflussbildgebung, Röntgentechnik (2D und 3D) sowie optische und Ultraschallmikroskopie
  • Korrelation der Eigenschaften mit der Materialanalyse und physikalischer Simulation
Multiskalen‑Inspektion zur Korrelation großflächiger Eigenschaften mit Mikrostrukturen
© Fraunhofer CSP
Die Ursachen großflächiger Eigenschaften im Modul hängen häufig von der Mikrostruktur ab.

Inspektion über mehrere Größenordnungen (Multiskalen)

  • Hohe Auflösung kleinster Strukturen im Modul
  • Charakteristika: Erkennung, Klassifizierung und Lokalisierung
  • Probenextraktion aus großen Bauteilen
REM/FIB‑Präparation und analytische Elektronenmikroskopie zur Quantifizierung von Kontaktaufbauten.
© Fraunhofer CSP
Die Quantifizierung von Aufbau, Größe und Zusammensetzung durch analytische Elektronenmikroskopie ist für die belastbare Bewertung von Kontaktsystemen unerlässlich.

Analytische Mikrostrukturbestimmung

  • Präparationsportfolio für Artefakt freie Zielpräparation bis in µm-Bereich – Grundvoraussetzung für verlässliche Messergebnisse
  • Vermessung von Aufbau, Größe und chemische Zusammensetzung
  • Messmethoden: REM/FIB, TEM, EDX, EBIC, AFM, XPS, TOF-SIMS, Raman, FTIR

 

 

 

 

 

 

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Prozessanalyse und Fehlerdiagnostik

Leitfähige Klebstoffe zur Kontaktbildung mittels Niedertemperaturprozess für temperaturempfindliche Solarzellen oder als Alternative zum klassischen Lötprozess
© Fraunhofer CSP
Leitfähige Klebstoffe zur Kontaktbildung mittels Niedertemperaturprozess für temperaturempfindliche Solarzellen oder als Alternative zum klassischen Lötprozess.

Unterstützung der Modulentwicklung

  • Zustandsbewertung elektrischer Kontakte
  • Prozesseinflüsse erkennen
  • Kontaktbildung verstehen
  • Ressourceneffizienz verbessern
Mikrostrukturelle Materialanalyse zur Erkennung und Ursachaufklärung von Fertigungsfehlern
© Fraunhofer CSP
Mit der Erkennung von Fertigungsfehlern ermöglicht die Materialanalyse die Ursachenaufklärung und Prozessverbesserung.

Fertigungsfehler

  • Fehlstellen erkennen und klassifizieren
  • Fehlerursachen und Mechanismen aufklären
  • Nachhaltige Vermeidung
Detektion von altersbedingter Korrosion in Solarzellenkontakten
© Fraunhofer CSP
Aus der Materialanalyse einer Alterung werden Rückschlüsse auf Ursachen zur zukünftigen verbesserten Qualitätssicherung gezogen.

Alterung von Kontakten und Verschaltungen innerhalb von Solarmodulen

  • Folgen von Verschmutzung, Delamination und chemischer Reaktion
  • Korrosion in Kontakten, Verbindungen und Steckerpaaren
Original- und Röntgenbild eines Steckerpaares
© Fraunhofer CSP
Röntgenanalysen ermöglichen die Erkennung von Fehlern in elektrischen Verbindungen, auch wenn sie nicht mit dem Auge sichtbar sind.

Defekte Steckerpaare und Anschlussdosen

  • Visualisierung von Inkompatibilität, falscher Montage/Herstellung und Schädigung
  • Prüfung und Nachweis der Fehlerursache
    • z.B. Kontaktbereich, Ausrichtung, Crimp, Gehäuse und Dichtung oder Verschmutzung

 

 

 

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