Aussagen zu PV-Qualität

Ein kurzer Einblick von Jörg Sutter

Oftmals stellt sich die Frage, wie ein qualitativ hochwertig produziertes und ein minderwertig produziertes Modul voneinander unterschieden werden kann. Gibt es da Differenzen und was ist mit neuen Zelltechniken wie den TOPCON-Zellen?

Ein Bericht, der jährlich erscheint und bald wieder aktualisiert wird, gibt zwar keine konkreten Antworten, doch einige Aspekte können herausgelesen werden. Es geht dabei um den „RETC PV Module Index Report“, der leider nur in englischer Sprache vorliegt.

Was ist RETC?
Das RECT ist ein großes Testcenter zu Erneuerbaren Energien in Kalifornien und testet seit 2009 Module, Wechselrichter, Unterkonstruktionen und Batteriespeicher. Es arbeitet als Partnerlabor auch mit dem VDE und dem TüV Rheinland zusammen.

Was testet RETC?
Der Testansatz ist zweistufig: Einerseits werden neue Zell- und Modulkonzepte getestet, zu einer Neuerung gleich mehr. Zum anderen werden Mindererträge von realen Anlagen ausgewertet, um die Ursachen dafür zu klären. In einem dritten Schritt werden diese Ergebnisse und Erkenntnisse dann an Kunden weitergegeben und diskutiert: Das können Projektentwickler auf der Suche nach robusten Modulen sein oder andere Projektbeteiligten. Ziel ist hier oft die Risikominimierung eines großen Projektes im Muli-MW-Maßstab.

Im aktuell vorliegenden Bericht wird das Augenmerk auf eine technische Entwicklung gelegt, die natürlich vom Wunsch der Modulhersteller getrieben ist, noch günstigere Module zu produzieren: Neue n-type Solarzellen mit passivierten Kontakten sind auf den Markt gekommen. Durch effektiven Transport der Elektronen und guter Oberflächenpassivierung (damit dort keine Elektronen „verloren“ gehen) werden mit diesem TOPCON-Konzept hohe Zellspannungen und damit hohe Leistungen und Wirkungsgrade erreicht. Zahlreiche große Modulhersteller wie Jinko, JA Solar und Trina sind hier sehr aktiv.

Die Entwicklung
Begonnen wurde die Entwicklung zu hohen Modulleistungen von Herstellern wie Sanyo (HJT) und SunPower bereits vor vielen Jahren, beide jedoch mit n-type Silizium. Heute weiß man: Mit p-type Silizium geht noch mehr. Das Silizium ist bei n- oder p-type-Material mit unterschiedlichen Dotierungen, also gezielten Verschmutzungen des Materials versehen, die erst den photovoltaischen Effekt, also den Stromfluss durch Lichtbestrahlung ermöglichen. Zellen mit p-type-Zellen waren recht teuer zu produzieren, daher musste eine Alternative her. Die heutigen TOPCON n-type-Zellen sind zwar kaum günstiger herzustellen, aber sind effektiver und damit im Projekteinsatz über viele Jahre attraktiver einzusetzen, weil mehr Erträge angesetzt werden können.

Neue Effekte bei TOPCON
Doch diese Entwicklung hat auch Schattenseiten: Bei zwei Effekten zeigt das neue Material weniger Schwierigkeiten als ältere Techniken: Sowohl die Degradation (Verschlechterung), die durch Licht induziert wird (LID) als auch die Degradation durch hohe Temperatur und Licht (LeTID) ist hier schwächer.

Doch im RETC-Bericht wird zurecht darauf verwiesen, dass „early adapters“, also Firmen, die neue Technologien als erste einsetzen, ein erhöhtes Risiko tragen müssen. Das galt für die PERC-Zelltechnologie genauso und wird vom RETC nun auch für TOPCON adressiert. Spezielle Messungen der NREL deuten darauf hin, dass unter starker Bestrahlung mit UV-Licht neue Degradationseffekte auftreten können, die noch nicht verstanden sind. RETC betont, dass sie keinen technologischen Fehlalarm lostreten wollen, aber dieses Thema im Blick haben und viele Tests durchführen.

Ausführliche Beschreibungen der durchgeführten Tests im vergangenen Jahr finden sich hier im genannten Bericht.