Die derzeit gängigen UV-Tests bewerten die Degradation von TOPCon-Modulen deutlich höher, als es der tatsächlichen Leistungsminderung entspricht. Das ist das Ergebnis einer Untersuchung der Aussagekraft gängiger Testverfahren durch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE.
Um Ergebnisse zu erhalten, die der Degradation im Feld besser entsprechen, müssen die Solarmodule nach dem Test stabilisiert werden. Nur so können UV-empfindliche von weniger empfindlichen Modultypen unterschieden und vergleichbar bewertet werden. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer ISE beobachteten bei kommerziellen TOPCon-Modulen ein metastabiles Verhalten. Dieses Verhalten hatte die Forscherinnen und Forscher dazu veranlasst, das Testverfahren weiter zu untersuchen und parallel zusätzliche Freilandtests zu initiieren.
»Viele Modultypen der aktuellen Generation kommerzieller TOPCon PV-Module reagieren leider sensibel auf die Bestrahlung mit UV. Auch ‚Feldrückläufer‘ sowie Vergleiche zwischen labor- und freilandgealterten Modulen bestätigen dies. Jedoch scheint die Degradationsrate nicht so drastisch wie bisher angenommen«, fasst Daniel Philipp, Abteilungsleiter für Modulcharakterisierung und Zuverlässigkeit am Fraunhofer ISE, den aktuellen Kenntnisstand zusammen. »Anwendern empfehlen wir, PV-Module entsprechend der neuesten Erkenntnisse zu prüfen. In der Forschung bleibt es notwendig, das Phänomen weiter zu analysieren, um die Langzeitauswirkungen der Sonneneinstrahlung auf den Ertrag der Module genauer vorherzusagen.«
Die Untersuchungen des Forscherteams am Fraunhofer ISE zeigen, dass die UV-Bestrahlung während der Tests die Module so stark destabilisiert, dass sie während einer Dunkellagerung nach der UV-Bestrahlung stark an Wirkungsgrad verlieren. Eine anschließende Bestrahlung mit Sonnenlicht führt dagegen zu einem deutlichen Erholungseffekt. Freilandversuche im Outdoor Performance Lab des Fraunhofer ISE sowie Analysen von Feldrückläufen im institutseigenen CalLab PV Modules aus Anlagen mit TOPCon-Modulen zeigen, dass dieser Stabilisierungsprozess Degradationsmessungen liefert, die deutlich näher an den in der Praxis gemessenen Werten liegen.
Einige PV-Module zeigten nach der UV-Prüfung mit 60 Kilowattstunden pro Quadratmeter, was etwa der UV-Belastung eines Jahres in Deutschland entspricht, und anschließender Stabilisierung unter Sonnenlicht kaum Degradation. Andere Module zeigten auch nach der Stabilisierung noch deutliche Leistungseinbußen von bis zu fünf Prozent. Insgesamt ist die Degradation aber deutlich geringer, als die Standard-UV-Tests vermuten lassen.
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