DE102011008450A1 - Method for determining characteristics of photovoltaic device, involves measuring characteristics of reference cells and solar cell with solar simulator in same condition for determining characteristics of solar cell - Google Patents

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Abstract

The method involves electrically and optically connecting top-and bottom cells (1, 2) i.e. pins, of a silicon multi-junction tandem solar cell in a series, where each cell is provided with p-type layers (p1, p2), intrinsic layers (i1, i2) and n-type layers (n1, n2). The intrinsic layers are converted into electrically conductive layers by a doping process. A spectral sensitivity of reference cells is measured. Characteristics of the reference-and solar cell are measured with a solar simulator i.e. xenon flash lamp, in a same condition for determining the characteristics of the solar cell. An independent claim is also included for a reference module for carrying out a method for determining characteristics of a photovoltaic device.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Kenngrößen einer photovoltaischen Einrichtung mit wenigstens einer Mehrfachsolarzelle. Sie hat auch eine Referenzzelle bzw. ein photovoltaisches Referenzmodul zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand.The invention relates to a method for determining the characteristics of a photovoltaic device with at least one multiple solar cell. It also has a reference cell or a photovoltaic reference module for carrying out the method of the subject.

Dünnschichtsolarzellen weisen im Allgemeinen die Schichtfolge p-i-n, d. h. eine p-leitende oder p-Schicht, eine intrinsische oder i-Schicht und eine n-leitende oder n-Schicht auf, wobei über die gesamte i-Schicht ein elektrisches Feld erzeugt wird.Thin-film solar cells generally have the layer sequence p-i-n, d. H. a p-type or p-type layer, an intrinsic or i-type layer and an n-type or n-type layer, wherein an electric field is generated over the entire i-layer.

Bei Mehrfachsolarzellen, die aus zwei, drei oder mehr übereinander geschichteten, elektrisch und optisch in Serie geschalteten Teilzellen mit der Schichtfolge p-i-n bestehen, können die jeweiligen i-Schichten aus Materialien mit gleichen oder unterschiedlichen Bandlücken aufgebaut sein. Durch Optimierung auf einen bestimmten Wellenlängenbereich wird damit der Wirkungsgrad erhöht.In multiple solar cells, which consist of two, three or more stacked, electrically and optically connected in series sub-cells with the layer sequence p-i-n, the respective i-layers may be composed of materials with the same or different band gaps. Optimization to a specific wavelength range increases efficiency.

Im Rahmen der Entwicklung und zur Produktionskontrolle von Solarzellen werden für die Hellkennlinienmessung der Zelleffizienz oder Modulleistung unter Standard-Testbedingungen (englisch: Standard Test Conditions STC) jeweils Sonnensimulatoren, beispielsweise Xenon-Blitzlampen verwendet.As part of the development and production control of solar cells, solar simulators, for example xenon flash lamps, are used for the brightness characteristic measurement of cell efficiency or module performance under standard test conditions (STC).

Vorzugsweise wird ein Sonnensimulator verwendet, der ein Strahlungsspektrum aufweist, das mit dem Referenzsonnenspektrum übereinstimmt. Doch sind selbst bei der höchsten Genauigkeitsklasse A nach IEC 60904-9 des Sonnensimulators spektrale Abweichungen bis 25% in definierten Wellenlängenbereichen zulässig.Preferably, a solar simulator is used which has a radiation spectrum that matches the reference sun spectrum. But even after the highest accuracy class, A is after IEC 60904-9 of the solar simulator spectral deviations up to 25% in defined wavelength ranges allowed.

Mittels kalibrierter Referenzzellen können die Spektralbereiche des Sonnensimulatorlichts vermessen und damit beispielsweise die Solarzellenproduktion überwacht werden.By means of calibrated reference cells, the spectral ranges of the solar simulator light can be measured and thus, for example, the solar cell production can be monitored.

Für Dünnschichtsolarzellen und -module werden als Referenzzellen häufig mit Farbglas gefilterte kristalline Solarzellen verwendet. Der Farbglasfilter hat die Aufgabe, die spektrale Empfindlichkeit oder Quanteneffizienz der Referenzzelle möglichst an die Quanteneffizienz der zu prüfenden Solarzelle bzw. des zu prüfenden Moduls anzupassen. Da die Auswahl an geeigneten Farbglasfiltern beschränkt ist, gelingt eine Anpassung der spektralen Empfindlichkeit der Referenzzelle an die des Prüflings jedoch nur unvollständig. Dadurch entsteht eine spektrale Fehlanpassung zwischen Prüfling und Referenzzelle, die eine aufwändige Korrektur der Kenngrößen des Prüflings mit Hilfe eines spektralen Fehlanpassungsfaktors (englisch: Miss Match Factor MMF) erfordert. Hierfür wird die spektrale Verteilung der solaren Referenzbestrahlungsstärke, wie z. B. in IEC 60904-3 angegeben, die spektrale Bestrahlungsstärkenverteilung des einfallenden Licht bei der Messung sowie die spektrale Empfindlichkeit der Referenzzelle und des Prüflings benötigt.For thin-film solar cells and modules, crystalline solar cells which are often filtered with colored glass are used as reference cells. The color glass filter has the task of matching the spectral sensitivity or quantum efficiency of the reference cell as possible to the quantum efficiency of the solar cell to be tested or of the module to be tested. Since the selection of suitable color glass filters is limited, however, an adaptation of the spectral sensitivity of the reference cell to that of the test object succeeds only incompletely. This results in a spectral mismatch between the device under test and the reference cell, which requires a complex correction of the characteristics of the device under test with the help of a spectral mismatch factor (English: Miss Match Factor MMF). For this purpose, the spectral distribution of the solar reference irradiance, such. In IEC 60904-3 specified, the spectral irradiance distribution of the incident light in the measurement and the spectral sensitivity of the reference cell and the specimen needed.

Damit ist es möglich, wenn auch mit erheblichem Aufwand, die Kenngrößen, insbesondere die Leistung einer Einfachsolarzelle (Single-Junction-Einrichtung) mit einer hinreichenden Genauigkeit zu prüfen.This makes it possible, albeit with considerable effort, to check the parameters, in particular the performance of a single solar cell (single-junction device) with sufficient accuracy.

Die elektrische Vermessung einer Mehrfachsolarzelle (Multi-Junction-Einrichtung) ist jedoch wesentlich schwieriger als die einer Einfachsolarzelle, da ein elektrischer Zugriff auf die Teilzellen nicht möglich ist, man also nur immer die Mehrfachzelle über zwei Anschlüsse als eine elektrische und optische Einheit messen kann.However, the electrical measurement of a multi-junction solar cell (multi-junction device) is much more difficult than a single solar cell, since an electrical access to the sub-cells is not possible, so you can only ever measure the multiple cell via two connections as an electrical and optical unit.

Zwar ist in DIN EN 60904-7 angegeben, dass die Gleichung für den spektralen Fehlanpassungsfaktor auch auf Mehrfachsolarzellen angewendet werden kann. Tatsächlich ist eine solche Fehlanpassung bei Mehrfachsolarzellen praktisch aber unmöglich. Bei der Kalibrierung von Mehrfachsolarzellen müssen nämlich dann als Sonnensimulatoren Mehrfach-Lichtquellen verwendet werden, um der spektralen Fehlanpassung zwischen der Referenzzelle und der jeweiligen Teilzelle der Mehrfachzelle Rechnung zu tragen. Dieser Kalibriervorgang stellt einen langwierigen, iterativen Prozess dar, da sich während der Einstellung der Bestrahlungsintensität einer Teil-Lichtquelle die spektrale Summen-Verteilung verändert und somit im allgemeinen eine Neuberechnung des MMF notwendig wird.True, is in DIN EN 60904-7 indicated that the equation for the spectral mismatch factor can also be applied to multiple solar cells. In fact, such mismatching is virtually impossible with multiple solar cells. When calibrating multiple solar cells, multiple light sources must be used as solar simulators to account for the spectral mismatch between the reference cell and the respective cell of the multiple cell. This calibration process is a tedious, iterative process, since during the adjustment of the irradiation intensity of a partial light source, the spectral sum distribution changes and thus in general a recalculation of the MMF is necessary.

Alternativ ist die etwas weniger aufwändige Lösung eines linearen Gleichungssystems mit n-Gleichungen – für n voneinander unabhängige Teil-Lichtquellen – möglich. Jedoch wird hier vorausgesetzt, dass sich die spektrale Verteilung einer Teil-Lichtquelle bei Änderung der Intensität nicht verändert, was nur bei kleinen Änderungen in erster Näherung zulässig ist. Ein weiterer Nachteil sind die mit wenigen Quadratzentimeter geringen Abmessungen der gefilterten Referenzsolarzellen. Großflächige Sonnensimulatoren lassen sich aufgrund örtlicher Spektral- und Intensitäts-Inhomogenitäten nur unter erheblichem Mess- und Zeitaufwand mit diesen kleinflächigen Referenzzellen kalibrieren. Dieser Aufwand ist insbesondere in der Produktion von photovoltaischen Dünnschichtmodulen unerwünscht.Alternatively, the somewhat less complex solution of a linear system of equations with n equations - for n independent partial light sources - is possible. However, it is assumed here that the spectral distribution of a partial light source does not change as the intensity changes, which is only admissible with small changes in first approximation. Another disadvantage is the small dimensions of the filtered reference solar cells with a few square centimeters. Due to local spectral and intensity inhomogeneities, large-area solar simulators can only be calibrated with these small-area reference cells with considerable measurement and time expenditure. This effort is undesirable especially in the production of photovoltaic thin-film modules.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie eine Referenzzelle und ein Referenzmodul bereitzustellen, um die Kenngrößen von Mehrfachsolarzellen und photovoltaischen Modulen mit Mehrfachsolarzellen, insbesondere deren Leistung exakt zu bestimmen.The object of the invention is therefore to provide a method and a reference cell and a reference module to the characteristics of multiple solar cells and photovoltaic modules with Multiple solar cells, in particular to determine their performance accurately.

Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 angegebenen Verfahren erreicht. In den Ansprüchen 2 bis 8 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergegeben. In den Ansprüchen 9 bis 11 ist eine Referenzzelle und in den Ansprüchen 12 und 13 ein Referenzmodul zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gekennzeichnet.This is achieved according to the invention with the method specified in claim 1. In claims 2 to 8 advantageous embodiments of the method according to the invention are shown. In the claims 9 to 11, a reference cell and in claims 12 and 13, a reference module for carrying out the method according to the invention is characterized.

Nach der Erfindung wird zur Bestimmung der Kenngrößen einer photovoltaischen Einrichtung mit wenigstens einer Mehrfachsolarzelle, die aus wenigstens zwei übereinander geschichteten elektrisch und optisch in Serie geschalteten Teilzellen besteht, die jeweils eine p-Schicht, eine i-Schicht und eine n-Schicht aufweisen, für jede Teilzelle der Mehrfachsolarzelle eine Referenzzelle hergestellt. Jede Referenzzelle umfasst die gleiche Anzahl von Teilzellen wie die Mehrfachsolarzelle, also wenigstens zwei Teilzellen.According to the invention, to determine the characteristics of a photovoltaic device having at least one multiple solar cell, which consists of at least two stacked electrically and optically connected in series sub-cells, each having a p-layer, an i-layer and an n-layer, for each subcell of the multiple solar cell made a reference cell. Each reference cell comprises the same number of sub-cells as the multiple solar cell, ie at least two sub-cells.

Eine Teilzelle der wenigstens zwei Teilzellen jeder Referenzzelle entspricht einer Teilzelle der wenigstens zwei Teilzellen der Mehrfachsolarzelle, und zwar insbesondere bezüglich der Lage in der Referenzzelle, der Materialien und der Schichtdicke sowie vorzugsweise auch der Dotierung, optischen Bandlücke, dem Grading der Bandlücke, der Kristallinität, insbesondere Ramankristallinität, Defektdichte und Pufferschichten.A subcell of the at least two subcells of each reference cell corresponds to a subcell of the at least two subcells of the multisolar cell, in particular with regard to the position in the reference cell, the materials and the layer thickness and preferably also the doping, optical band gap, the grading of the band gap, the crystallinity, especially Raman crystallinity, defect density and buffer layers.

Das heißt, die eine Teilzelle der wenigstens zwei Teilzellen jeder Referenzzelle weist dieselbe Lage in den übereinander geschichteten Teilzellen der Referenzzelle auf wie die eine Teilzelle der wenigstens zwei Teilzellen der Mehrfachsolarzelle.That is to say, the one subcell of the at least two subcells of each reference cell has the same position in the stacked subcells of the reference cell as the one subcell of the at least two subcells of the multiple solar cell.

Bei einer Zweifach- oder Tandemzelle als Mehrfachsolarzelle werden also zwei Referenzzellen hergestellt, wobei in der einen Referenzzelle die bottom-Zelle der bottom-Zelle der Tandemzelle entspricht, und in der anderen Referenzzelle die top-Zelle der top-Zelle der Tandemzelle.Thus, in a dual or tandem cell as a multiple solar cell, two reference cells are produced, wherein in one reference cell the bottom cell corresponds to the bottom cell of the tandem cell, and in the other reference cell the top cell of the top cell of the tandem cell.

Darüber hinaus besteht die eine Teilzelle der wenigstens zwei Teilzellen jeder Referenzzelle aus denselben Materialien wie die eine Teilzelle der wenigstens zwei Teilzellen der Mehrfachsolarzelle, also aus demselben Halbleitermaterial und denselben Dotierstoffen, einschließlich Dotierstoffkonzentration.In addition, one subcell of the at least two subcells of each reference cell consists of the same materials as the one subcell of the at least two subcells of the multiple solar cell, ie of the same semiconductor material and dopants, including dopant concentration.

Auch sind die Schichtdicken der einen Teilzelle der wenigstens zwei Teilzellen jeder Referenzzelle, also die Schichtdicke der p-Schicht, der i-Schicht und der n-Schicht dieselben wie in der einen Teilzelle der Mehrfachsolarzelle.The layer thicknesses of the one subcell of the at least two subcells of each reference cell, that is to say the layer thickness of the p layer, the i layer and the n layer, are the same as in one subcell of the multiple solar cell.

Zudem sind vorzugsweise auch alle übrigen Eigenschaften, insbesondere die optische Bandlücke, das Grading der Bandlücke, die Kristallinität, insbesondere Ramankristallinität, die Defektdichte und Pufferschichten der einen Teilzelle der wenigstens zwei Teilzellen der Referenzzelle dieselben wie die der einen Teilzelle der wenigstens zwei Teilzellen der Mehrfachzelle.In addition, all other properties, in particular the optical band gap, the grading of the band gap, the crystallinity, in particular Raman crystallinity, the defect density and buffer layers of one subcell of the at least two subcells of the reference cell are preferably the same as that of the one subcell of the at least two subcells of the multiple cell.

D. h. bei einer Tandemzelle als Mehrfachsolarzelle werden zwei Referenzzellen hergestellt, wobei die eine Referenzzelle eine bottom-Zelle und die andere Referenzzelle eine top-Zelle aufweist, die insbesondere aus denselben Materialien besteht und dieselbe Schichtdicke aufweist wie die bottom-Zelle bzw. top-Zelle der Tandemzelle, wobei vorzugsweise die optische Bandlücke, das Grading der Bandlücke, die Kristallinität, insbesondere Ramankristallinität der bottom-Zelle der einen Referenzzelle und der top-Zelle der anderen Referenzzelle mit der bottom-Zelle bzw. top-Zelle der Tandemzelle ebenfalls identisch übereinstimmen.Ie. in a tandem cell as a multiple solar cell, two reference cells are produced, one reference cell having a bottom cell and the other reference cell having a top cell consisting in particular of the same materials and having the same layer thickness as the bottom cell or top cell of the tandem cell in which preferably the optical bandgap, the bandgap grading, the crystallinity, in particular Raman crystallinity of the bottom cell of one reference cell and the top cell of the other reference cell also coincide identically with the bottom cell or top cell of the tandem cell.

Demgegenüber weist die wenigstens eine weitere Teilzelle jeder Referenzzelle wenigstens eine Schicht auf, welche der i-Schicht der wenigstens einen weiteren Teilzelle der Mehrfachsolarzelle entspricht, jedoch durch Dotierung in eine elektrisch leitfähige Schicht umgewandelt ist.In contrast, the at least one further subcell of each reference cell has at least one layer which corresponds to the i-layer of the at least one further subcell of the multiple solar cell, but is converted by doping into an electrically conductive layer.

Die weitere oder im Fall einer Mehrfachsolarzelle mit mehr als zwei Teilzellen jede weitere Teilzelle der Referenzzelle, die durch Dotierung in eine elektrisch leitfähige Schicht umgewandelt ist, ist damit photovoltaisch inaktiv.The further or, in the case of a multiple solar cell with more than two subcells, each further subcell of the reference cell, which is converted by doping into an electrically conductive layer, is thus photovoltaically inactive.

Das heißt, erfindungsgemäß wird für jede Teilzelle der Mehrfachsolarzelle eine Referenzzelle hergestellt, bei der die intrinsische Schicht der wenigstens einen weiteren Teilzelle der Mehrfachsolarzelle durch Dotierung in eine elektrisch leitfähige Schicht umgewandelt ist, wobei die p-leitende Schicht oder die n-leitende Schicht oder die p- und die n-leitenden Schicht der wenigstens einen weiteren Teilzelle der Referenzzelle nicht ausgeführt sein kann.That is, according to the invention, a reference cell is produced for each subcell of the multiple solar cell, wherein the intrinsic layer of the at least one further subcell of the multiple solar cell is converted by doping in an electrically conductive layer, wherein the p-type layer or the n-type layer or p- and the n-type layer of the at least one further subcell of the reference cell can not be executed.

Damit umfasst jede Referenzzelle eine erste Teilzelle mit einer pin-Struktur und wenigstens eine photovoltaisch inaktive Teilzelle, die eine elektrisch leitfähige Schicht aufweist, jedoch aus demselben Halbleitermaterial besteht und die gleiche Schichtdicke besitzt wie die wenigstens eine weitere Teilzelle der Mehrfachsolarzelle.Thus, each reference cell comprises a first subcell having a pin structure and at least one photovoltaically inactive subcell having an electrically conductive layer but consisting of the same semiconductor material and having the same layer thickness as the at least one further subcell of the multiple solar cell.

Vorzugsweise weist jedoch die wenigstens eine weitere Teilzelle der Referenzzelle die durch Dotierung der i-Schicht in eine elektrisch leitfähige Schicht umgewandelte Schicht sowie die p-leitende Schicht und/oder n-leitende Schicht der wenigstens einen weiteren Teilzelle der Mehrfachsolarzelle auf, wobei insbesondere Referenzzellen, bei denen die weitere Teilzelle aus der durch Dotierung der i-Schicht in eine elektrisch leitfähige Schicht umgewandelten Schicht und der g-leitenden Schicht sowie der n-leitenden Schicht der wenigstens einen weiteren Teilzelle der Mehrfachsolarzelle gebildet ist, eine besonders exakte Bestimmung der Kenngrößen der Mehrfachsolarzelle, insbesondere deren Leistung ermöglicht.Preferably, however, the at least one further subcell of the reference cell has the layer converted into an electrically conductive layer by doping the i-layer and the p-conductive layer and / or n-conductive layer of the at least one further subcell of the multiple solar cell, wherein in particular reference cells, in which the further subcell from the converted by doping of the i-layer into an electrically conductive layer and the g-conductive layer and the n-conductive layer of the at least one further subcell of Multiple solar cell is formed, a particularly accurate determination of the characteristics of the multi-junction solar cell, in particular their performance allows.

Das heißt, bei einer Zweifach- oder Tandemsolarzelle wird damit vorzugsweise für die beiden Teilzellen jeweils eine Referenzzelle hergestellt, in dem die intrinsische Schicht der anderen Teilzelle durch Dotierung in eine elektrisch leitfähige Schicht umgewandelt wird, während bei einer Mehrfachsolarzelle mit mehr als zwei Teilschichten für jede Teilzelle eine Referenzzelle hergestellt wird, wobei die intrinsische Schicht der übrigen Teilzellen der Mehrfachsolarzelle dotiert, also in eine elektrisch leitfähige Schicht umgewandelt ist.In other words, in the case of a double or tandem solar cell, a reference cell is preferably produced for each of the two subcells, in which the intrinsic layer of the other subcell is converted by doping into an electrically conductive layer, while in the case of a multiple solar cell having more than two sublayers for each Subcell a reference cell is produced, wherein the intrinsic layer of the remaining sub-cells of the multi-junction solar cell doped, that is converted into an electrically conductive layer.

Die Quanteneffizienz oder spektrale Empfindlichkeit der so hergestellten Referenzzellen wird mit einem Sonnensimulator gemessen. Ferner werden die Kenngrößen der Referenzzellen und die Kenngrößen der Mehrfachsolarzelle mit dem Sonnensimulator unter den gleichen Bedingungen gemessen. Durch Vergleich der Kenngrößen der Mehrfachsolarzelle mit den Kenngrößen der Referenzzellen kann damit insbesondere die Leistung der Mehrfachsolarzelle bestimmt werden.The quantum efficiency or spectral sensitivity of the reference cells thus produced is measured with a solar simulator. Furthermore, the characteristics of the reference cells and the characteristics of the multiple solar cell are measured with the solar simulator under the same conditions. By comparing the characteristics of the multiple solar cell with the characteristics of the reference cells so that in particular the performance of the multiple solar cell can be determined.

Erfindungsgemäß wird dadurch die spektrale Empfindlichkeit der Referenzzelle für eine Teilzelle an die spektrale Empfindlichkeit dieser Teilzelle in der Mehrfachsolarzelle im Wesentlichen identisch angepasst.According to the invention, the spectral sensitivity of the reference cell for a subcell is thereby adapted to the spectral sensitivity of this subcell in the multiple solar cell substantially identical.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Bestimmung der Kenngrößen einer Siliziumdünnschicht-Mehrfachsolarzelle geeignet.The method according to the invention is particularly suitable for determining the characteristics of a silicon thin-film multiple solar cell.

Dabei kann die p- und/oder n-Schicht wenigstens einer Teilzelle der Siliziumdünnschicht-Mehrfachsolarzelle durch Kohlenstoff, Sauerstoff und/oder Stickstoff legiert sein, um die Bandlücke zur vergrößern. Zur Dotierung der p-Schicht der Teilzellen kann beispielsweise Bor verwendet werden, zu der der n-Schicht Phosphor.In this case, the p- and / or n-layer of at least one subcell of the thin-film silicon solar cell may be alloyed by carbon, oxygen and / or nitrogen to increase the bandgap. For doping the p-layer of the sub-cells, for example, boron can be used, to which the n-layer phosphorus.

Zur Herstellung der Mehrfachzellen wird vorzugsweise die chemische Dampfabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD) verwendet, insbesondere das plasmaunterstützte (plasma enhanced) PECVD-Verfahren.To produce the multiple cells, chemical vapor deposition (CVD) is preferably used, in particular the plasma-enhanced PECVD process.

Die Schichten der einzelnen Teilzellen werden durch das Zerlegen von Silizium enthaltenden Gasen in dem Plasma hergestellt. Als Depositionsgas dient meist Silan oder Disilan. Neben den (undotierten) i-Schichten werden die dotierten p- und n-Schichten abgeschieden, und zwar die p-Schichten, durch die das Licht in die i-Schicht der jeweiligen Teilzelle fällt, üblicherweise durch Beimengung von Diboran oder Trimethylbor zum Depositionsgas und die n-Schichten durch Beimengung von Phosphin zum Depositionsgas. Die i-Schicht der Teilzellen kann aus einem Siliziummaterial mit der gleichen Bandlücke bestehen, beispielsweise ausschließlich aus amorphem Silizium oder aus Siliziummaterialien mit unterschiedlichen Bandlücken, beispielsweise aus amorphem Silizium in einer oder mehreren Teilzellen und mikrokristallinem Silizium in der oder den übrigen Teilzellen oder amorphem Silizium in einer oder mehreren Teilzellen und amorphem Siliziumgermanium (Si-Ge-Legierung) in der oder den übrigen Teilzellen der Mehrfachsolarzelle.The layers of the individual sub-cells are produced by the decomposition of silicon-containing gases in the plasma. The deposition gas is usually silane or disilane. In addition to the (undoped) i-layers, the doped p- and n-layers are deposited, namely the p-layers through which the light falls into the i-layer of the respective subcell, usually by admixing diborane or trimethylboron to the deposition gas and the n-layers by adding phosphine to the deposition gas. The i-layer of the sub-cells may consist of a silicon material with the same band gap, for example exclusively of amorphous silicon or silicon materials with different band gaps, for example of amorphous silicon in one or more sub-cells and microcrystalline silicon in the one or more sub-cells or amorphous silicon in one or more sub-cells and amorphous silicon germanium (Si-Ge alloy) in the one or more sub-cells of the multi-junction solar cell.

So wird bei einer Tandemsolarzelle erfindungsgemäß die optische Empfindlichkeit oder Quanteneffizienz der bottom- oder top-Zelle als Einfachzelle nahezu perfekt nachgebildet, die dann als Referenzzelle bzw. als großflächiges Referenzmodul verwendet wird. Die Quanteneffizienz einer solchen Teilzelle innerhalb einer Tandemzelle ist ein komplexes Ergebnis optischer Wechselwirkung in einem Dünnschichtsystem auf nicht glatten Oberflächen von mehr als zehn Einzelschichten mit Schichtdicken zwischen etwa 5 und 3000 nm. Eine Nachbildung der Quanteneffizienz mit optischen Filtern wie nach dem Stand der Technik, ist deshalb ein aussichtsloses Unterfangen.Thus, in a tandem solar cell according to the invention, the optical sensitivity or quantum efficiency of the bottom or top cell is simulated almost perfectly as a single cell, which is then used as a reference cell or as a large-area reference module. The quantum efficiency of such a subcell within a tandem cell is a complex result of optical interaction in a thin film system on non-smooth surfaces of more than ten monolayers with layer thicknesses between about 5 and 3000 nm. A replica of the quantum efficiency with optical filters as in the prior art therefore a hopeless venture.

Dabei wird erfindungsgemäß die intrinsische und daher normalerweise undotierte Schicht der übrigen Teilzellen der Mehrfachsolarzelle, bei dem erwähnten Beispiel der Tandemsolarzelle, also die intrinsische, normalerweise undotierte Schicht der top-Zelle so hoch n- oder p-dotiert, dass diese eine Dunkelleitfähigkeit von mindestens 10E-5 S/cm, insbesondere von mindestens 10E-4 S/cm aufweist. Gleiches gilt für die i-Schicht der bottom-Zelle.In this case, according to the invention, the intrinsic and therefore normally undoped layer of the remaining sub-cells of the multiple solar cell, in the example of the tandem solar cell, so the intrinsic, normally undoped layer of the top cell n-doped or p-doped so high that this a dark conductivity of at least 10E -5 S / cm, in particular of at least 10E-4 S / cm. The same applies to the i-layer of the bottom cell.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Ermittlung der Leistung einer Mehrfachsolarzelle und eines photovoltaischen Moduls bestimmt. Als Standard-Testbedingungen (STC) wird dabei eine Einstrahlungsstärke des Sonnensimulators von beispielsweise 1000 W/m2 in die Ebene der Mehrfachsolarzelle bzw. in die Modulebene, eine Temperatur der Solarzelle beispielsweise von konstant 25° und z. B. ein AM 1.5 G-Spektrum, also das globale Sonnenstrahlungsspektrum bei einem Einfallswinkel von 48° gegenüber der Senkrechten angewendet.The inventive method is intended in particular for determining the power of a multiple solar cell and a photovoltaic module. As a standard test conditions (STC) is an irradiation of the solar simulator, for example, 1000 W / m 2 in the plane of the multiple solar cell or in the module level, a temperature of the solar cell, for example, from constant 25 ° and z. B. an AM 1.5 G spectrum, so the global solar radiation spectrum applied at an angle of incidence of 48 ° to the vertical.

Die Leistung ergibt sich aus dem Produkt aus Stromstärke und der Spannung am maximalen Arbeitspunkt bei Hellkennlinienmessung, also der Messung mit dem Sonnensimulator.The power results from the product of amperage and the voltage at the maximum Operating point for brightness characteristic measurement, ie the measurement with the solar simulator.

Bei einer Tandemsolarzelle werden also erfindungsgemäß zwei Referenzzellen hergestellt, die die gleiche Schichtfolge wie die Tandemsolarzelle aufweisen, bei denen jedoch die i-Schicht der top-Zelle bzw. der bottom-Zelle durch Dotieren in eine elektrisch leitende Schicht umgewandelt ist, um die Referenzzelle für die bottom-Zelle bzw. die top-Zelle zu bilden.In the case of a tandem solar cell, two reference cells are thus produced according to the invention, which have the same layer sequence as the tandem solar cell, but in which the i-layer of the top cell or of the bottom cell is converted by doping into an electrically conductive layer in order to form the reference cell for to form the bottom cell or the top cell.

Anschließend wird die spektrale Empfindlichkeit der beiden Referenzzellen und damit der bottom- und der top-Zelle ermittelt, die mit der spektralen Empfindlichkeit der bottom- und der top-Zelle der Tandemsolarzelle, deren Leistung bestimmt werden soll, übereinstimmt.Subsequently, the spectral sensitivity of the two reference cells and thus the bottom and the top cell is determined, which coincides with the spectral sensitivity of the bottom and the top cell of the tandem solar cell whose power is to be determined.

Die Leistung der beiden Referenzzellen bei dem Sonnenreferenzspektrum, beispielsweise AM1.5G kann aufgrund der ermittelten spektralen Empfindlichkeit gemessen oder rechnerisch bestimmt werden. Typischerweise erfolgt dieser Kalibriervorgang bei einem Metrologieinstitut wie der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) oder bei einem akkreditierten Prüflabor wie dem Fraunhofer Institut für Solare Energie (ISE).The power of the two reference cells in the solar reference spectrum, for example AM1.5G, can be measured or calculated on the basis of the determined spectral sensitivity. Typically, this calibration process is carried out at a metrology institute such as the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) or at an accredited testing laboratory such as the Fraunhofer Institute for Solar Energy (ISE).

Zur Bestimmung der Kenngrößen und damit der Leistung der zu prüfenden Tandemsolarzelle wird ein spektral einstellbarer Sonnensimulator verwendet, der ein Strahlungsspektrum aufweist, das mit dem Referenzsonnenspektrum nicht übereinzustimmen braucht. Allein, das Strahlungsspektrum des Sonnensimulators wird so eingestellt, dass bei einer Tandemzelle die Leistung der beiden Referenzzellen der bei der Kalibrierung bestimmten Leistung entspricht.To determine the parameters and thus the performance of the tandem solar cell to be tested, a spectrally adjustable solar simulator is used, which has a radiation spectrum that does not need to match the reference sun spectrum. However, the radiation spectrum of the solar simulator is adjusted so that in a tandem cell the power of the two reference cells corresponds to the power determined during the calibration.

Dazu kann mit dem Sonnensimulator ein Mischlicht aus zwei oder mehr Lichtquellen mit unterschiedlichen Strahlungsfrequenzspektren erzeugt werden, das gegebenenfalls durch Filter zusätzlich modifiziert werden kann. Der Sonnensimulator zur Bildung des Mischlichts kann z. B. Xenonlampen, Halogenmetalldampflampen oder dergleichen mit unterschiedlichem Strahlungsspektrum aufweisen und z. B. ein Blitzlicht-Simulator sein.For this purpose, a mixed light of two or more light sources with different radiation frequency spectra can be generated with the solar simulator, which can optionally be additionally modified by filters. The solar simulator for forming the mixed light can, for. As xenon lamps, metal halide lamps or the like having different radiation spectrum and z. B. be a flashlight simulator.

Damit kann der so eingestellte Sonnensimulator erhebliche Abweichungen vom solaren Referenzspektrum aufweisen, der Sonnensimulator kann also durchaus einer spektralen Genauigkeitsklasse B oder C oder auch schlechter entsprechen. Auch muss bei der erfindungsgemäßen Methode das Bestrahlungsspektrum des Sonnensimulators nicht gemessen werden.Thus, the solar simulator set in this way can exhibit considerable deviations from the solar reference spectrum, ie the solar simulator can definitely correspond to a spectral accuracy class B or C or even worse. Also, in the method according to the invention, the irradiation spectrum of the solar simulator does not have to be measured.

Somit entspricht die Leistung der beiden Referenzzellen für die top-Zelle bzw. die bottom-Zelle, z. B. einer Tandemsolarzelle, der Leistung der Tandemsolarzelle in dem Referenzsonnenspektrum, z. B. AM1.5G.Thus, the power of the two reference cells for the top cell and the bottom cell, z. As a tandem solar cell, the power of the tandem solar cell in the reference sun spectrum, z. B. AM1.5G.

Durch den Abstand des Sonnensimulators und/oder dessen Leistung kann die Bestrahlungsstärke z. B. auf 1000 W/m2 eingestellt werden. Die Leistung der zu prüfenden Tandemsolarzelle wird mit dem Sonnensimulator unter den gleichen Bedingungen gemessen.Due to the distance of the solar simulator and / or its performance, the irradiance z. B. be set to 1000 W / m 2 . The performance of the tandem solar cell to be tested is measured with the solar simulator under the same conditions.

Auf diese Weise kann eine Abweichung der Leistung der zu prüfenden Tandem- oder Mehrfachsolarzelle von der Gesamtleistung der Referenzzellen mit einer hohen Genauigkeit von 5 und deutlich weniger festgestellt werden.In this way, a deviation of the performance of the tandem or multiple solar cell to be tested from the total power of the reference cells can be determined with a high accuracy of 5 and significantly less.

Mit der gleichen hohen Genauigkeit kann erfindungsgemäß die Leistung eines photovoltaischen Moduls gemessen werden, das eine Vielzahl serienverschalteter Einzelzellen aufweist und gegebenenfalls mit Kontaktbändchen, Kabel, Rückseitenverkapselung und dergleichen ein gebrauchsfertiges Modul bildet.With the same high accuracy, according to the invention, the power of a photovoltaic module can be measured, which has a plurality of series-connected individual cells and optionally forms a ready-to-use module with contact strips, cables, backside encapsulation and the like.

Dazu wird für jede Teilzelle der Mehrfachsolarzellen, aus denen die serienverschalteten Einzelzellen des Moduls bestehen, ein Referenzmodul hergestellt. Die einzelnen Referenzmodule unterscheiden sich dann dadurch voneinander, dass jeweils eine andere Teilzelle der Mehrfachsolarzellen des Moduls die p-i-n-Schichtfolge aufweist, während bei den übrigen Teilzellen der Mehrfachsolarzellen des Moduls die i-Schicht durch Dotierung in eine elektrisch leitende Schicht umgewandelt und damit kurzgeschlossen ist.For this purpose, a reference module is produced for each subcell of the multiple solar cells that make up the series-connected single cells of the module. The individual reference modules then differ from one another in that in each case a different subcell of the multiple solar cells of the module has the p-i-n layer sequence, while in the remaining subcells of the multiple solar cells of the module, the i-layer is converted by doping into an electrically conductive layer and thus short-circuited.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist damit auch für großflächige bauartgleiche Module in jedweder Größe und Design geeignet.The method according to the invention is thus also suitable for large-scale design-identical modules of any size and design.

Es lässt sich auch vortrefflich als Evaluierung und Monitoring zur Prozesskontrolle im Rahmen einer Prozessentwicklung bzw. innerhalb der Modulproduktion einsetzen.It can also be used excellently as evaluation and monitoring for process control in the context of process development or within module production.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Darin zeigen:The invention is explained in more detail by way of example with reference to the accompanying drawing. Show:

1 bis 3 schematisch den Aufbau einer Tandemsolarzelle bzw. einer Referenzzelle für die bottom-Zelle bzw. top-Zelle der Tandemsolarzelle; 1 to 3 schematically the structure of a tandem solar cell or a reference cell for the bottom cell or top cell of the tandem solar cell;

4 die spektrale Empfindlichkeit der bottom-Zelle der Referenzzelle nach 2 und der bottom-Zelle sowie der top-Zelle der zu prüfenden Tandem-Solarzelle; und 4 the spectral sensitivity of the bottom cell of the reference cell after 2 and the bottom cell and the top cell of the tandem solar cell to be tested; and

5 die IV-Kennlinien und tabellarisch gelisteten Kennwerte von erfindungsgemäßen Referenzzellen für die bottom-Zelle. 5 the IV characteristics and tabulated values of reference cells of the invention for the bottom cell.

Gemäß 1 weist die Tandemsolarzelle eine transparente elektrisch leitfähige Frontelektrodenschicht TCO, eine erste Teilzelle oder top-Zelle 1, auf die das Licht fällt, eine zweite Teilzelle oder bottom-Zelle 2 und eine Rückelektroden- und Reflektorschicht 3 auf.According to 1 the tandem solar cell has a transparent electrically conductive front electrode layer TCO, a first partial cell or top cell 1 on which the light falls, a second subcell or bottom cell 2 and a back electrode and reflector layer 3 on.

Die top-Zelle 1 und die bottom-Zelle 2 sind jeweils als p-i-n-Zelle ausgebildet, d. h. sie weisen an ihrer vorderen, also Lichteinfallsseite, jeweils eine p-Schicht p1, p2 und an ihrer rückwärtigen Seite jeweils eine n-Schicht n1, n2 auf. Zwischen den p-Schichten p1, p2 und den n-Schichten n1, n2 jeder Teilzelle 1, 2 ist jeweils ein intrinsische oder i-Schicht i1, i2 vorgesehen.The top cell 1 and the bottom cell 2 are each formed as a pin cell, ie, they have at their front, ie light incident side, in each case a p-layer p1, p2 and on its rear side in each case an n-layer n1, n2. Between the p-layers p1, p2 and the n-layers n1, n2 of each subcell 1 . 2 In each case an intrinsic or i-layer i1, i2 is provided.

Die p-Schichten p1, p2 und die n-Schichten n1, n2 bestehen jeweils aus amorphem Silizium, ebenso die i-Schicht i1 der top-Zelle 1. Die i-Schicht i2 der bottom-Zelle 2 besteht z. B. aus mikrokristallinem Silizium. Die Rückelektroden- und Reflektorschicht 3 ist aus mehreren aufeinander geschichteten Metallschichten Me1, Me2 und Me3 zusammengesetzt, z. B. Cu (Me1), Ag (Me2) und NiV (Me3).The p-layers p1, p2 and the n-layers n1, n2 each consist of amorphous silicon, as does the i-layer i1 of the top cell 1 , I-layer i2 of the bottom cell 2 exists z. B. of microcrystalline silicon. The back electrode and reflector layer 3 is composed of several layered metal layers Me1, Me2 and Me3, z. Cu (Me1), Ag (Me2) and NiV (Me3).

Nach 2 weist die Referenzzelle Rb zur Bestimmung der Kenngrößen der bottom-Zelle 2 der Tandemsolarzelle nach 1 die gleiche Schichtfolge wie die Tandemsolarzelle nach 1 auf, mit dem Unterschied, dass die i-Schicht i1 der top-Zelle 1 durch Dotieren in eine elektrisch leitfähige Schicht 11 umgewandelt, also kurz geschlossen worden ist.To 2 has the reference cell Rb for determining the characteristics of the bottom cell 2 the tandem solar cell after 1 following the same sequence of layers as the tandem solar cell 1 on, with the difference that the i-layer i1 is the top cell 1 by doping in an electrically conductive layer 11 converted, so has been closed briefly.

Nach 3 weist die Referenzzelle Rt zur Bestimmung der Kenngrößen der top-Zelle 1 der Tandemsolarzellen nach 1 ebenfalls die gleiche Schichtfolge wie die Tandemsolarzelle nach 1 auf, wobei jedoch die i-Schicht i2 der bottom-Zelle 2 durch Dotieren in eine elektrisch leitfähige Schicht 12 umgewandelt und damit kurz geschlossen worden ist.To 3 has the reference cell Rt for determining the characteristics of the top cell 1 the tandem solar cells after 1 also the same layer sequence as the tandem solar cell after 1 but where i-layer i2 is the bottom cell 2 by doping in an electrically conductive layer 12 converted and thus has been closed briefly.

In 4 zeigt die Kurve 4 die spektrale Empfindlichkeit oder Quanteneffizienz der bottom-Zelle 2 der Tandemsolarzelle nach 1, und die Kurve 5 die spektrale Empfindlichkeit oder Quanteneffizienz der bottom-Zelle 2 der Referenzzelle Rb nach 2, welche die gleiche i-Schicht i2 aufweist, wie die Tandemsolarzelle nach 1.In 4 shows the curve 4 the spectral sensitivity or quantum efficiency of the bottom cell 2 the tandem solar cell after 1 , and the curve 5 the spectral sensitivity or quantum efficiency of the bottom cell 2 the reference cell Rb after 2 , which has the same i-layer i2 as the tandem solar cell after 1 ,

Es ist ersichtlich, dass die spektrale Empfindlichkeit der bottom-Zelle 2 der Tandemsolarzelle nach 1 mit der spektralen Empfindlichkeit der bottom-Zelle 2 der Referenzzelle Rb nahezu identisch übereinstimmt.It can be seen that the spectral sensitivity of the bottom cell 2 the tandem solar cell after 1 with the spectral sensitivity of the bottom cell 2 the reference cell Rb almost identical matches.

Das heißt, wenn die Kenngrößen einer zu prüfenden Tandemsolarzelle, die entsprechend 1 aufgebaut ist, und die Kenngrößen der Referenzzellen Rb und Rt mit einem auf die Referenzzellen Rb und Rt kalibrierten Sonnensimulator unter den gleichen Bedingungen gemessen werden, können die Kenngrößen der zu prüfenden Tandemsolarzelle mit hoher Genauigkeit ohne Anwendung eines spektralen Fehlanpassungsfaktors bestimmt werden, und damit insbesondere die Leistung der Tandemsolarzelle.That is, when the characteristics of a tandem solar cell to be tested, the corresponding 1 is constructed, and the characteristics of the reference cells Rb and Rt are measured with a calibrated on the reference cells Rb and Rt solar simulator under the same conditions, the characteristics of the tandem solar cell to be tested with high accuracy without application of a spectral mismatch factor can be determined, and thus in particular Performance of the tandem solar cell.

Gleiches gilt für die spektrale Empfindlichkeit der top-Zelle 1 der zu prüfenden Tandemsolarzelle gegenüber der Referenzzelle Rt, wobei in 4 die Kurve 6 die spektrale Empfindlichkeit der top-Zelle 1 der Tandemsolarzelle nach 1 dargestellt ist.The same applies to the spectral sensitivity of the top cell 1 the tandem solar cell to be tested with respect to the reference cell Rt, wherein 4 the curve 6 the spectral sensitivity of the top cell 1 the tandem solar cell after 1 is shown.

In 4 stellt die gestrichelte Kurve 7 dazu zum Vergleich die spektrale Empfindlichkeit einer mit Farbglas gefilterten Referenzzelle dar, wie sie nach dem Stand der Technik eingesetzt wird.In 4 represents the dashed curve 7 for comparison, the spectral sensitivity of a color glass filtered reference cell, as used in the prior art.

Nach 2 und 3 weisen die Referenzzellen Rb und Rt jeweils eine top-Zelle 1 bzw. eine bottom-Zelle 2 auf, bei der die intrinsische Schicht der top-Zelle 1 bzw. der bottom-Zelle 2 durch Dotierung in eine elektrisch leitfähige, photovoltaisch inaktive Schicht 11 bzw. 12 umgewandelt worden ist, jedoch dieselbe p-leitende Schicht p1 bzw. p2 und dieselbe n-leitende Schicht n1 bzw. n2 wie in der Tandemzelle nach 1 vorhanden ist.To 2 and 3 the reference cells Rb and Rt each have a top cell 1 or a bottom cell 2 on, at which the intrinsic layer of the top cell 1 or the bottom cell 2 by doping in an electrically conductive, photovoltaic inactive layer 11 respectively. 12 however, the same p-type layer p1 or p2 and the same n-type layer n1 and n2, respectively, as in the tandem cell 1 is available.

Es ist jedoch auch möglich, ohne die Genauigkeit der Bestimmung der Kenngrößen der Mehrfachsolarzelle, insbesondere deren Leistung, wesentlich zu beeinflussen, die p-leitende Schicht p1 und die n-leitende Schicht n1 in der top-Zelle 1 der Referenzzelle Rb und die p-leitende Schicht p2 und die n-leitende Schicht n2 der Referenzzellen Rt, falls die intrinsische Schicht in eine elektrisch leitende Schicht 11 bzw. 12 umgewandelt worden ist, wegzulassen. Die Schicht 11 und 12 weist jedoch dann die gleiche Schichtdicke auf wie die Teilzelle 1 bzw. 2 der Tandemzelle nach 1. D. h. die gesamte Halbleiterschicht, aus der die Teilzelle 1 bzw. 2 der Referenzzelle Rb bzw. Rt besteht, ist zur elektrisch leitfähigen Schicht 11, 12 dotiert worden. Die leitfähige Schicht 11 und 12 besitzt also die gleiche Schichtdicke wie die Teilzelle 1 bzw. 2 der Tandemzelle nach 1.However, it is also possible, without affecting the accuracy of the determination of the characteristics of the multi-junction solar cell, in particular their performance, the p-type layer p1 and the n-type layer n1 in the top cell 1 the reference cell Rb and the p-type layer p2 and the n-type layer n2 of the reference cells Rt, if the intrinsic layer in an electrically conductive layer 11 respectively. 12 has been converted to leave out. The layer 11 and 12 but then has the same layer thickness as the subcell 1 respectively. 2 the tandem cell after 1 , Ie. the entire semiconductor layer from which the subcell 1 respectively. 2 the reference cell Rb or Rt is, is the electrically conductive layer 11 . 12 been doped. The conductive layer 11 and 12 thus has the same layer thickness as the subcell 1 respectively. 2 the tandem cell after 1 ,

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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  • IEC 60904-3 [0007] IEC 60904-3 [0007]
  • DIN EN 60904-7 [0010] DIN EN 60904-7 [0010]

Claims (14)

Verfahren zur Bestimmung der Kenngrößen einer zu prüfenden photovoltaischen Einrichtung, welche wenigstens eine Mehrfachsolarzelle aufweist, die aus wenigstens zwei übereinander geschichteten, elektrisch und optisch in Serie geschalteten Teilzellen (1, 2) besteht, die jeweils eine p-leitende Schicht (p1, p2), eine intrinsische Schicht (i1, i2) und eine n-leitende Schicht (n1, n2) aufweisen, wobei für jede Teilzelle (1, 2) der wenigstens zwei Teilzellen (1, 2) der wenigstens einen Mehrfachsolarzelle der zu prüfenden photovoltaischen Einrichtung eine Referenzzelle (Rb, Rt) hergestellt wird, welche zumindest zwei Teilzellen (1, 2) umfasst, wobei die eine Teilzelle (2, 1) jeder Referenzzelle (Rb, Rt) einer Teilzelle (2, 1) der wenigstens zwei Teilzellen (1, 2) der wenigstens einen Mehrfachsolarzelle der zu prüfenden photovoltaischen Einrichtung entspricht, während die wenigstens eine weitere Teilzelle (1, 2) jeder Referenzzelle (Rb, Rt) wenigstens eine Schicht (11, 12) aufweist, welche der intrinsischen Schicht (i1, i2) der wenigstens einen weiteren Teilzelle (1, 2) der wenigstens einen Mehrfachsolarzelle der zu prüfenden photovoltaischen Einrichtung entspricht, jedoch durch Dotierung in eine elektrisch leitfähige Schicht (11, 12) umgewandelt ist, die spektrale Empfindlichkeit der Referenzzellen (Rb, Rt) gemessen wird, und zur Bestimmung der Kenngrößen der wenigstens einen Mehrfachsolarzelle die Kenngrößen der Referenzzellen (Rb, Rt) und die Kenngrößen der wenigstens einen Mehrfachsolarzelle mit einem auf die Referenzzellen (Rb und Rt) kalibrierten Sonnensimulator unter den gleichen Bedingungen gemessen werden.Method for determining the characteristics of a photovoltaic device to be tested, which has at least one multiple solar cell, which consists of at least two sub-cells which are stacked one above the other and electrically and optically connected in series ( 1 . 2 ), each having a p-type layer (p1, p2), an intrinsic layer (i1, i2) and an n-type layer (n1, n2), wherein for each subcell ( 1 . 2 ) of the at least two subcells ( 1 . 2 ) of the at least one multiple solar cell of the photovoltaic device to be tested a reference cell (Rb, Rt) is produced, which at least two sub-cells ( 1 . 2 ), wherein the one subcell ( 2 . 1 ) of each reference cell (Rb, Rt) of a subcell ( 2 . 1 ) of the at least two subcells ( 1 . 2 ) of the at least one multiple solar cell of the photovoltaic device to be tested, while the at least one further subcell ( 1 . 2 ) of each reference cell (Rb, Rt) at least one layer ( 11 . 12 ), which of the intrinsic layer (i1, i2) of the at least one further subcell ( 1 . 2 ) of the at least one multiple solar cell of the photovoltaic device to be tested, but by doping in an electrically conductive layer ( 11 . 12 ), the spectral sensitivity of the reference cells (Rb, Rt) is measured, and for determining the characteristics of the at least one multiple solar cell, the characteristics of the reference cells (Rb, Rt) and the characteristics of the at least one multiple solar cell with a reference to the cells (Rb and Rt) calibrated solar simulator can be measured under the same conditions. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Teilzelle (1, 2) der Referenzzelle (Rb, Rt) die durch Dotierung der intrinsischen Schicht (i1, i2) in eine elektrisch leitfähige Schicht (11, 12) umgewandelte Schicht sowie die p-leitende Schicht (p1, p2) und/oder n-leitende Schicht (n1, n2) der wenigstens einen weiteren Teilzelle (1, 2) der wenigstens einen Mehrfachsolarzelle der zu prüfenden photovoltaischen Einrichtung aufweist.Method according to claim 1, characterized in that the at least one further subcell ( 1 . 2 ) of the reference cell (Rb, Rt) formed by doping the intrinsic layer (i1, i2) into an electrically conductive layer ( 11 . 12 ) and the p-type layer (p1, p2) and / or n-type layer (n1, n2) of the at least one further subcell ( 1 . 2 ) which has at least one multiple solar cell of the photovoltaic device to be tested. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngrößen einer Silizium-Mehrfachsolarzelle bestimmt werden.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the characteristics of a silicon multi-junction solar cell are determined. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die intrinsische Schicht (i1, i2) der Silizium-Mehrfachsolarzelle aus Siliziummaterial mit der gleichen oder unterschiedlichen Bandlücken aufgebaut ist.A method according to claim 3, characterized in that the intrinsic layer (i1, i2) of the silicon multi-junction solar cell is constructed of silicon material having the same or different band gaps. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dunkelleitfähigkeit der durch Dotierung in eine elektrisch leitfähige Schicht (11, 12) umgewandelten intrinsischen Schicht (i1, i2) mindestens 10E-5 S/cm beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the dark conductivity of the by doping in an electrically conductive layer ( 11 . 12 ) converted intrinsic layer (i1, i2) at least 10E-5 S / cm. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sonnensimulator verwendet wird, der ein Strahlungsspektrum aufweist, das von dem Referenzsonnenspektrum abweicht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a solar simulator is used which has a radiation spectrum which deviates from the reference sun spectrum. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Ermittlung der Leistung der Referenzzellen und der wenigstens einen Mehrfachsolarzelle erforderlichen Kenngrößen bestimmt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the parameters required for determining the power of the reference cells and the at least one multiple solar cell are determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die photovoltaische Einrichtung durch ein photovoltaisches Modul mit mehreren Einzelzellen gebildet wird.A method according to claim 1, characterized in that the photovoltaic device is formed by a photovoltaic module with a plurality of individual cells. Referenzzelle zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei Teilzellen (1, 2) umfasst, wobei die eine Teilzelle (2, 1) der Referenzzelle (Rb, Rt) einer Teilzelle (2, 1) der wenigstens zwei Teilzellen (1, 2) der wenigstens einen Mehrfachsolarzelle der zu prüfenden photovoltaischen Einrichtung entspricht, während die wenigstens eine weitere Teilzelle (1, 2) jeder Referenzzelle (Rb, Rt) wenigstens eine Schicht (11, 12) aufweist, welche der intrinsischen Schicht (i1, i2) der wenigstens einen weiteren Teilzelle (1, 2) der wenigstens einen Mehrfachsolarzelle der zu prüfenden photovoltaischen Einrichtung entspricht, jedoch durch Dotierung in eine elektrisch leitfähige Schicht (11, 12) umgewandelt ist.Reference cell for carrying out the method according to one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises at least two sub-cells ( 1 . 2 ), wherein the one subcell ( 2 . 1 ) of the reference cell (Rb, Rt) of a subcell ( 2 . 1 ) of the at least two subcells ( 1 . 2 ) of the at least one multiple solar cell of the photovoltaic device to be tested, while the at least one further subcell ( 1 . 2 ) of each reference cell (Rb, Rt) at least one layer ( 11 . 12 ), which of the intrinsic layer (i1, i2) of the at least one further subcell ( 1 . 2 ) of the at least one multiple solar cell of the photovoltaic device to be tested, but by doping in an electrically conductive layer ( 11 . 12 ) is converted. Referenzzelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Teilzelle (2, 1) der Referenzzelle (Rb, Rt) einer Teilzelle (2, 1) der wenigstens zwei Teilzellen (1, 2) der wenigstens einen Mehrfachsolarzelle der zu prüfenden photovoltaischen Einrichtung entspricht und die zumindest eine elektrisch leitfähige Schicht (11, 12) der einen der wenigstens zwei Teilzellen (2, 1) der Referenzzelle (Rb, Rt) der intrinsischen Schicht (i1, i2) der wenigstens einen weiteren Teilzelle (1, 2) der einen Mehrfachsolarzelle der zu prüfenden photovoltaischen Einrichtung entspricht, jedoch durch Dotierung zur elektrisch leitfähigen Schicht (11, 12) umgewandelt ist.Reference cell according to claim 9, characterized in that the at least one further subcell ( 2 . 1 ) of the reference cell (Rb, Rt) of a subcell ( 2 . 1 ) of the at least two subcells ( 1 . 2 ) of the at least one multiple solar cell of the photovoltaic device to be tested and the at least one electrically conductive layer ( 11 . 12 ) of one of the at least two subcells ( 2 . 1 ) of the reference cell (Rb, Rt) of the intrinsic layer (i1, i2) of the at least one further subcell ( 1 . 2 ) which corresponds to a multiple solar cell of the photovoltaic device to be tested, but by doping to the electrically conductive layer ( 11 . 12 ) is converted. Referenzzelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Teilzelle (1,2) der Referenzzelle (Rb, Rt) die durch Dotierung der intrinsischen Schicht (i1, i2) in eine elektrisch leitfähige Schicht (11, 12) umgewandelte Schicht sowie die p-leitende Schicht (p1, p2) und/oder n-leitende Schicht (n1, n2) der wenigstens einen weiteren Teilzelle (1,2) der Mehrfachsolarzelle aufweist.Reference cell according to claim 9, characterized in that the at least one further subcell ( 1 . 2 ) of the reference cell (Rb, Rt) formed by doping the intrinsic layer (i1, i2) into an electrically conductive layer ( 11 . 12 ) and the p-type layer (p1, p2) and / or n-type layer (n1, n2) of the at least one further subcell ( 1 . 2 ) of the multiple solar cell. Referenzmodul zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere Einzelzellen aufweist, die jeweils aus einer Mehrfachsolarzelle aus wenigstens zwei übereinander geschichteten elektrisch und optisch in Serie geschalteten Teilzellen bestehen, wobei jede Einzelzelle wenigstens zwei Teilzellen umfasst, wobei eine der wenigstens zwei Teilzellen zumindest eine elektrisch leitfähige Schicht (11, 12) aufweist. Reference module for carrying out the method according to claim 8, characterized in that it comprises a plurality of individual cells, each consisting of a multiple solar cell of at least two stacked electrically and optically connected in series sub-cells, each individual cell comprises at least two sub-cells, wherein one of the at least two Subcells at least one electrically conductive layer ( 11 . 12 ) having. Referenzmodul zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilzelle jeder Einzelzelle einer Teilzelle der wenigstens zwei Teilzellen der Mehrfachsolarzelle der zu prüfenden photovoltaischen Einrichtung entspricht, während die wenigstens eine weitere Teilzelle der Einzelzelle zumindest eine Schicht aufweist, welche der intrinsischen Schicht der wenigstens einen weiteren Teilzelle der einen Mehrfachsolarzelle der zu prüfenden photovoltaischen Einrichtung entspricht, jedoch durch Dotierung in eine elektrisch leitfähige Schicht umgewandelt ist.Reference module for carrying out the method according to claim 8, characterized in that a subcell of each cell of a subcell of at least two sub-cells of the multiple solar cell of the photovoltaic device to be tested, while the at least one further subcell of the single cell has at least one layer which the intrinsic layer of at least one further subcell corresponds to a multiple solar cell of the photovoltaic device to be tested, but is converted by doping in an electrically conductive layer. Referenzmodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Teilzelle der Einzelzellen der Mehrfachsolarzellen die durch Dotierung der intrinsischen Schicht in eine elektrisch leitfähige Schicht umgewandelte Schicht sowie die g-leitende Schicht und/oder n-leitende Schicht der wenigstens einen weiteren Teilzelle der Einzelzellen der Mehrfachsolarzellen aufweist.Reference module according to claim 13, characterized in that the at least one further subcell of the individual cells of the multiple solar cell converted by doping the intrinsic layer into an electrically conductive layer and the g-conductive layer and / or n-type layer of at least one further subcell of Single cells of the multiple solar cells has.
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