Im Mittelpunkt des Verfahrens steht die Erforschung von Leistungsverlusten bei Solarmodulen, die aufgrund von negativen Spannungen in Modulinstallationen mit hoher Systemspannung auftreten. Dieser Effekt, die sogenannte potenzialinduzierte Degradation (PID), bewirkt ein Ertrag minderndes Absinken des Wirkungsgrades. Die Wissenschaftler des Fraunhofer CSP wenden das neue Verfahren als vielfältigen Materialtest für die PID-Anfälligkeit von Solarzellen, Glas und Folien an. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass es ohne aufwändige Herstellung von Testmodulen und ohne teuren Betrieb von Klimakammern auskommt. Freiberg Instruments entwickelt dieses Testverfahren zur »Industriereife«, wodurch insbesondere ein Einsatz in der Prozesskontrolle gewährleistet ist.

Zudem bietet das Verfahren auch die Möglichkeit die Solarzelle nach dem PID-Stresstest mikroskopisch zu untersuchen: So konnte die Ursache für Kurzschlüsse (Shunts), die bei PID auftreten, aufgeklärt werden. Es handelt sich dabei um Kristalldefekte im Silizium. Diese Kristalldefekte werden als Stapelfehler bezeichnet und haben Längen von nur wenigen 100 Nanometern und eine Dicke von nur einer Atom-Lage. Durch eine hochauflösende nano-EDX-Analytik im Transmissions-elektronenmikroskop konnte in der Stapelfehlerebene Natrium in hohen Konzentrationen nachgewiesen werden. Die Forscher haben so in Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik in Halle festgestellt, dass die Stapelfehler im Siliziumkristall durch das Eindringen von Natriumatomen elektrisch leitend werden und so Kurzschlüsse verursachen. Durch ein grundlegendes Verständnis des PID-Effektes auf nanoskopischer Ebene lassen sich große Solarmodule zuverlässig gegen schädliche Leistungsverluste schützen.

Das Fraunhofer CSP betreibt angewandte Forschung in den Themengebieten der Siliziumkristallisation, der Solarmodultechnologie und Solarwaferfertigung. Mit höchster Kompetenz entwickelt es neue Technologien von der Ingotherstellung bis zur Modulfertigung und beschäftigt sich mit der Entwicklung neuer Materialien entlang der Wertschöpfungskette. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Bewertung von Solarzellen und Modulen sowie die elektrische, optische und mikrostrukturelle Material und Bauteilcharakterisierung. Hierfür stehen hochmoderne Forschungs- und Analysegeräte zur Verfügung.