DE102013100593B4

DE102013100593B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen von Solarzellen

Info

Publication number: DE102013100593B4
Application number: DE102013100593.4A
Authority: DE
Inventors: Jörn Suthues
Original assignee: WAVELABS SOLAR METROLOGY SYSTEMS GmbH
Current assignee: WAVELABS SOLAR METROLOGY SYSTEMS GMBH, DE
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2033-01-22
Also published as: DE102013100593A1; TWI513988B; CN104995752A; TW201443453A; WO2014111484A1; CN104995752B; US9806672B2; US20150333693A1

Abstract

Verfahren zum Vermessen von Solarzellen, wobei an eine Solarzelle eine Spannung oder ein Strom angelegt und ein daraus resultierender Strom bzw. eine daraus resultierende Spannung gemessen wird, und wobei vor dem Anlegen der Spannung oder des Stroms und während oder nach der Messung des resultierenden Stroms bzw. der resultierenden Spannung eine relative Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass – die Spannung (U) oder der Strom (I) als mindestens ein Puls (78) mit vorgebbarem, konstanten Wert für eine vorgebbare Zeitspanne angelegt wird, – aus dem resultierenden Strom (I) bzw. der resultierenden Spannung (U) ein Energiewert berechnet wird, – vor dem oder jedem Puls (78) eine erste relative Verteilung (79) und während oder nach dem oder jedem Puls (78) eine zweite relative Verteilung (83) emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche (22) gemessen wird; und – eine Differenzverteilung (86) aus der ersten und zweiten relativen Verteilung (79, 83) erzeugt wird und diese auf den berechneten Energiewert skaliert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vermessen von Solarzellen, wobei an eine Solarzelle eine Spannung oder ein Strom angelegt und ein daraus resultierender Strom bzw. eine daraus resultierende Spannung gemessen wird, und wobei vor dem Anlegen der Spannung oder des Stroms und während oder nach der Messung des resultierenden Stroms bzw. der resultierenden Spannung eine relative Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche gemessen wird. Sie bezieht sich auch auf eine korrespondierende Vorrichtung mit einer Spannungsquelle oder einer Stromquelle, einer Strommessvorrichtung bzw. einer Spannungsmessvorrichtung und einer Strahlungsmessvorrichtung zum Messen einer relativen Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind allgemein bekannt. Sie dienen der Detektion von Hot Spots. Hot Spots sind Bereiche auf der Solarzelle, in denen aufgrund eines lokalen Kurzschlusses ein zu hoher Strom fließt, welcher in Wärme umgesetzt wird, so dass es zu Überhitzungen der Solarzelle kommen kann. Bei den bekannten Verfahren wird mit einer Infrarotkamera zunächst eine Verteilung emittierter Strahlung auf der Solarzellenfläche gemessen. Danach wird die Solarzelle beleuchtet oder eine Spannung oder ein Strom an die Solarzelle angelegt, wodurch sich die Solarzelle lokal erwärmen kann. Der durch die Solarzelle fließende Strom bzw. die Spannung in Abhängigkeit der Beleuchtung und/oder der angelegten Spannung bzw. des Stroms gemessen und aufgezeichnet, d. h. es wird eine sogenannten Kennlinie der Solarzelle vermessen. Anschließend wird eine aus der Kennlinie resultierende Verteilung emittierter Strahlung auf der Solarzellenfläche gemessen und eine Differenzverteilung aus den beiden gemessenen Verteilungen erzeugt. Aus der Differenzverteilung können bestimmte Eigenschaften der Solarzelle berechnet werden, wie z. B. eine maximale Strahlungsintensität oder eine Fläche der maximalen Strahlungsintensität.
Aus der DE 44 40 167 A1 sind ein Verfahren zur Messung der lateralen Stromverteilung in Solarzellen, bei dem eine lokale Erwärmung der Solarzellen bestimmt wird, und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens bekannt. Dabei wird vor und nach einem Stromimpuls ein Thermogramm der Solarzelle erfasst und ein Differenzbild der Thermogramme als Maß für die lokale Erwärmung gebildet.
Der Nachteil bei den bekannten Verfahren ist, dass die durch Vermessen der Kennlinie in die Solarzelle eingetragene Energie von Solarzelle zu Solarzelle variiert, da sich die verschiedenen Solarzellen bei unterschiedlichen Spannungen bzw. Strömen unterschiedlich stark erwärmen. Bei einer Sortierung werden Solarzellen mit einer Strahlungsintensität über einem Grenzwert aussortiert. Dabei wird jedoch nicht berücksichtigt, welche Energie in eine abgeschattete Solarzelle eingetragen wird, wenn eine bestimmte Spannung auf die Solarzelle wirkt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermessen von Solarzellen anzugeben, mit dem bzw. mit der eine verbesserte Sortierung von Solarzellen ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Danach ist bei einem Verfahren zum Vermessen von Solarzellen, bei dem an eine Solarzelle eine Spannung oder ein Strom angelegt und ein daraus resultierender Strom bzw. eine daraus resultierende Spannung gemessen wird, und bei dem vor dem Anlegen der Spannung oder des Stroms und während oder nach der Messung des resultierenden Stroms bzw. der resultierenden Spannung eine relative Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche gemessen wird, vorgesehen, dass die Spannung oder der Strom als mindestens ein Puls mit vorgebbarem, konstanten Wert für eine vorgebbare Zeitspanne angelegt wird, dass aus dem resultierenden Strom bzw. der resultierenden Spannung ein Energiewert berechnet wird, dass vor dem oder jedem Puls eine erste relative Verteilung und während oder nach dem oder jedem Puls eine zweite relative Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche gemessen wird, dass eine Differenzverteilung aus der ersten und zweiten relativen Verteilung erzeugt wird und diese auf den berechneten Energiewert skaliert wird.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Solarzellen aufgrund eines definierten Energieeintrags beurteilt werden können. Sie werden dadurch vergleichbarer, als wenn entsprechende Kenngrößen beim Vermessen der Kennlinien ermittelt werden. So können verschiedene Solarzellen, die bei Messung der Kennlinie deutlich unterschiedliche Energieeinträge aufweisen, bei Messung mit einer Spannung oder einem Strom mit einem vorgebbaren konstanten Wert gleiche oder zumindest ähnliche Energieeinträge aufweisen. Im umgekehrten Fall können auch verschiedene Solarzellen, die bei Messung der Kennlinie gleiche oder ähnliche Energieeinträge aufweisen, bei Messung mit einer Spannung oder einem Strom mit einem konstanten Wert deutlich unterschiedliche Energieeinträge ergeben. In beiden Fällen würden somit die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung vermessenen Solarzellen anders sortiert als die nach den bekannten Verfahren vermessenen. Da der Energieeintrag in eine Solarzelle bei der vorliegenden Erfindung realistischer simuliert wird, werden nur Solarzellen aussortiert, die im Realfall tatsächlich kritische Werte erreichen würden. So wird unnötiger Ausschuss vermieden, aber ungeeignete Solarzellen werden sicher erkannt.
Vorteilhafterweise wird die Spannung oder der Strom als genau ein Puls mit einem vorgebbaren, konstanten Wert für eine vorgebbare Zeitspanne an die Solarzelle angelegt. Dadurch erfolgt das Vermessen der Solarzelle mit besonders geringem Zeitaufwand.
Bevorzugt wird aus der skalierten Differenzverteilung eine maximale Energie der gesamten Solarzelle, eine Varianz, eine Standardabweichung, eine Fläche oder Werte oberhalb der maximalen Energie, eine Lage, eine Position, eine Halbwertsbreite und/oder ein Gradient lokaler Maxima bestimmt und daraus eine Energie pro Flächeneinheit berechnet. Alle Werte können auf die gesamte Fläche der Solarzelle oder des Solarmoduls oder auf definierte Subflächen bezogen werden. Anhand dieser Daten können Hot Spots erkannt und ausgewertet werden.
Vorteilhafterweise wird unter Berücksichtigung der Höhe des lokalen Maximums, welche einer maximalen in der Solarzelle deponierten Energie entspricht, eine resultierende maximale Betriebstemperatur der Solarzelle oder eines die Solarzelle umfassenden Solarzellenmoduls ermittelt. Die maximale Betriebstemperatur gibt Aufschluss über die Eigenschaften der Solarzelle im Solarzellenmodul bzw. deren Eignung, in bestimmte Materialien eingefasst zu werden.
In bevorzugten Ausführungsformen wird die Messung der ersten und zweiten relativen Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche zeitlich mit dem Anlegen der Spannung oder des Stroms und mit der Messung des resultierenden Stroms bzw. der resultierenden Spannung korreliert. Bevorzugt erfolgt die Messung der zweiten relativen Verteilung innerhalb einer konstanten Zeitspanne nach dem angelegten Strom- oder Spannungspuls. Dadurch lässt sich vermeiden, dass die Messung für jede zu vermessende Solarzelle zu jeweils unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgt, so dass ein direkter Vergleich der Messergebnisse und damit der Solarzellen untereinander aussagekräftiger ist.
Optional werden die erste und zweite relative Verteilung der emittierten Strahlung über der Solarzellenfläche jeweils während einer vorgebbaren Zeitspanne zwischen 10 ms und 30 ms, gemessen. Dadurch kann die Qualität der Messung angepasst werden kann.
Vorteilhafterweise wird die Solarzelle während der Messung der ersten und zweiten relativen Verteilung der emittierten Strahlung über der Solarzellenfläche und des Anlegens des Pulses oder der Pulse beleuchtet. Auf diese Weise kann die Solarzelle wie unter realeren Bedingungen vermessen werden. Das heißt, es werden die Bedingungen der Benutzung der Solarzelle mit Sonnenlicht simuliert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die beleuchtete Solarzelle während der Messung der ersten und zweiten relativen Verteilung der emittierten Strahlung über der Solarzellenfläche und des Anlegens des Pulses oder der Pulse teilweise abgeschattet. Dadurch lassen sich weitere realere Bedingungen der Nutzung der Solarzelle simulieren, bei der Abschattungen, beispielsweise durch Objekte, wie das Blatt eines Baumes, Schmutz oder ähnliches, auftreten können.
Die Aufgabe wird außerdem mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst. Danach ist bei einer Vorrichtung zum Vermessen von Solarzellen, umfassend eine Spannungsquelle oder eine Stromquelle, eine Strommessvorrichtung bzw. eine Spannungsmessvorrichtung und eine Strahlungsmessvorrichtung zum Messen einer relativen Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche, vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Pulsgenerator zum Erzeugen und Anlegen mindestens eines Pulses aus einer Spannung oder einem Strom an eine Solarzelle, wobei der oder jeder Puls einen vorgebbaren, konstanten Wert und eine vorgebbare Zeitspanne umfasst, eine erste Auswertungseinheit zum Berechnen eines Energiewerts aus dem mit der Strommessvorrichtung bzw. der Spannungsmessvorrichtung gemessenen, aus dem oder jedem Puls resultierenden Strom bzw. Spannung, eine zweite Auswertungseinheit zum Erzeugen einer Differenzverteilung aus einer jeweils vor und während oder nach dem Anlegen des oder der Pulse gemessenen relativen Verteilung emittierter Strahlung über der Solarzellenfläche, und eine dritte Auswertungseinheit zum Skalieren der Differenzverteilung auf den berechneten Energiewert, umfasst.
Bevorzugt ist die Strahlungsmessvorrichtung ein Mikrobolometer oder eine Thermografiekamera. Mit einem Mikrobolometer lässt sich insbesondere Infrarotstrahlung detektieren. Mikrobolometer können bei Raumtemperatur ohne aufwändige Kühlung betrieben werden. Thermografiekameras können mit hoher Genauigkeit Infrarotstrahlung auch flächenförmig erfassen und darstellen. Sie sind jedoch teuer.
In bevorzugten Ausführungsformen ist eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Energie pro Flächeneinheit aus einer Lage, einer Position, einer Halbwertsbreite und/oder eines Gradienten lokaler Maxima der skalierten Differenzverteilung, und/oder zum Ermitteln einer resultierenden maximalen Betriebstemperatur der Solarzelle oder eines die Solarzelle umfassenden Solarzellenmoduls vorgesehen. Die oder jede Berechnungseinrichtung liefert somit nützliche Daten für die Eigenschaften und eine Sortierung der Solarzelle. Bei mehreren Berechnungseinrichtungen können diese als separate Geräte oder als ein Gerät ausgeführt sein.
Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung eine Sortiereinheit zum Sortieren der Solarzelle in Abhängigkeit von der Lage, der Position, der Halbwertsbreite und/oder des Gradienten lokaler Maxima und/oder einer Energie pro Flächeneinheit und/oder der resultierenden maximalen Betriebstemperatur der Solarzelle oder eines die Solarzelle umfassenden Solarzellenmoduls. Die oder jede Sortiereinheit erleichtert das Zuordnen der Solarzelle zu einem Solarzellenverbund. Für Solarzellenmodule ungeeignete Solarzellen können bei der Sortierung nach der resultierenden maximalen Betriebstemperatur besonders einfach aussortiert werden. Bei mehreren Sortiereinheiten können diese in einem Gerät zusammengefasst oder es können separate Geräte eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt umfasst die Vorrichtung eine Regelungsvorrichtung zum zeitlichen Korrelieren des Pulsgenerators und der Strommessvorrichtung bzw. Spannungsmessvorrichtung mit der Strahlungsmessvorrichtung. Dadurch werden die Messungen auch bei unterschiedlichen Solarzellen vergleichbarer.
Vorteilhafterweise ist eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten der Solarzelle während der Messung der ersten und zweiten relativen Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche und des Anlegens des Pulses oder der Pulse vorgesehen. Mit der Beleuchtungseinrichtung können realere Bedingungen für den späteren Einsatz der Solarzelle simuliert werden.
Weiter vorteilhaft ist eine Abschattungsvorrichtung zum zumindest teilweise abgeschatteten Beleuchten der Solarzelle während der Messung der ersten und zweiten relativen Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche und des Anlegens des Pulses oder der Pulse vorgesehen. Mit der Abschattungsvorrichtung können im realen Betrieb auftretende Abschattungen auf der Solarzelle, wie beispielsweise Laub, Schmutz oder ähnliches, simuliert werden, so dass noch realere Betriebsbedingungen für die Vermessung von Solarzellen geschaffen werden können.
Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dazu zeigen
1 eine Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 ein Beispiel für einen definierten Energieeintrag in die Solarzelle;
4 ein Beispiel für eine erste relative Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche;
5 ein Beispiel für eine zweite relative Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche;
6 eine Differenzverteilung aus der ersten und zweiten relativen Verteilung;
7 die Differenzverteilung aus 6 in einer dreidimensionalen Darstellung;
8 einen Ausschnitt der Differenzverteilung aus 7 in einer Matrixdarstellung;
9 ein erstes Beispiel für eine Kennlinie gemäß dem Stand der Technik;
10 ein Beispiel für eine Auswertung der Kennlinie aus 8 gemäß dem Stand der Technik;
11 ein zweites Beispiel für eine Kennlinie gemäß dem Stand der Technik;
12 ein Beispiel für ein Verfahren zum Vermessen von Solarzellen gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist eine Vorrichtung 10 zum Vermessen von Solarzellen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Spannungsquelle 12, mit der eine Spannung U an eine Solarzelle 14 angelegt werden kann. Die angelegte Spannung U kann z. B. einen Wert zwischen 0 V und –15 V annehmen. Die Spannungsquelle 12 umfasst einen Pulsgenerator 16 zum Erzeugen und Anlegen mindestens eines Spannungspulses an die Solarzelle 14. Der mindestens eine Spannungspuls kann für eine vorgebbare Zeitspanne angelegt werden. Bevorzugt kommen Zeitspannen von 1 ms bis 40 ms, bevorzugt 10 ms bis 30 ms, besonders bevorzugt 20 ms für einen Spannungspuls in Frage. Alternativ kann die Vorrichtung auch eine Stromquelle mit einem Pulsgenerator zum Erzeugen und Anlegen mindestens eines Strompulses an die zu vermessende Solarzelle umfassen. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 10 eine Strommessvorrichtung 18 zum Messen eines Stroms I, der bei Anlegen einer Spannung durch die Solarzelle 14 fließt. Wenn alternativ ein Strompuls an die Solarzelle 14 angelegt wird, ist anstelle der Strommessvorrichtung 18 eine Spannungsmessvorrichtung vorgesehen, die die aufgrund des angelegten Stroms I in der Solarzelle 14 erzeugte Spannung U erfasst.
Die Vorrichtung 10 umfasst außerdem eine Strahlungsmessvorrichtung 20 zum Messen einer relativen Verteilung der emittierten Strahlung über die Solarzellenfläche 22. Das Messen der Verteilung erfolgt mit einem Mikrobolometer oder einer Thermografiekamera. Eine erste relative Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche 22 wird vor einem Spannungspuls und eine zweite relative Verteilung wird während oder nach einem Spannungspuls aufgenommen. Eine Zeitspanne, während der die erste und zweite Verteilung emittierter Strahlung gemessen werden, kann beispielsweise etwa 10 ms bis 30 ms, bevorzugt 20 ms, betragen.
Die Vorrichtung 10 umfasst außerdem im hier dargestellten Beispiel eine erste Auswertungseinheit 24 zum Berechnen eines Energiewerts aus dem mit der Strommessvorrichtung 18 gemessenen Strom I. Eine zweite Auswertungseinheit 26 ist vorgesehen, um eine Differenzverteilung einer vor und während oder nach dem Anlegen des Pulses gemessenen relativen Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche zu erzeugen. In einer dritten Auswertungseinheit 28 wird die Differenzverteilung auf den in der ersten Auswertungseinheit 24 berechneten Energiewert skaliert. Die skalierte Differenzverteilung stellt die in der Solarzelle deponierte Energie unabhängig von der Energie, die von der Solarzelle an die Umgebung bzw. das Solarzellenmodul, das heißt z. B. Glas oder Kunststoff, abgegeben wird. Diese variiert außerdem je nach Kontaktierung der Solarzelle, abhängig davon, ob die Solarzelle von Luft umströmt oder gekühlt wird.
Zum Berechnen einer maximalen Energie der gesamten Solarzelle, einer Varianz, einer Standardabweichung, einer Fläche oder Werten oberhalb der maximalen Energie, einer Lage, einer Position, einer Halbwertsbreite und/oder eines Gradienten lokaler Maxima aus der skalierten Differenzverteilung ist eine erste Berechnungseinrichtung 30 vorgesehen. Aus den berechneten Werten der lokalen Maxima kann eine Energie pro Flächeneinheit der Solarzelle 14 berechnet werden. Die Energie pro Flächeneinheit kann u. a. in Joule pro cm² oder Joule pro Pixel angegeben werden. An die erste Berechnungseinrichtung 30 ist im hier dargestellten Beispiel eine erste Sortiereinheit 32 angeschlossen, die die Solarzelle 14 in Abhängigkeit der berechneten Energie bzw. Energien sortiert. Dabei werden für die jeweilige Energien Grenzwerte berücksichtigt.
An die erste Berechnungseinrichtung 30 ist im hier dargestellten Beispiel außerdem eine zweite Berechnungseinrichtung 34 angeschlossen, mit der eine resultierende maximale Betriebstemperatur der Solarzelle 14 oder des die Solarzelle 14 umfassenden Solarzellenmoduls unter Berücksichtigung der Höhe der lokalen Maxima ermittelt wird. Die zweite Berechnungseinrichtung 34 kann alternativ auch wie die erste Berechnungseinrichtung 30 direkt an die dritte Auswertungseinheit 28 angeschlossen sein und daraus die Daten für die Berechnung der maximalen Betriebstemperatur unabhängig von den Berechnungen in der ersten Berechnungseinrichtung 30 beziehen. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann auch nur eine Berechnungseinrichtung vorgesehen sein, die entweder Energien oder eine Betriebstemperatur berechnet. Auch drei, vier, fünf oder weitere Berechnungseinrichtungen können in weiteren alternativen Ausführungsformen vorgesehen sein, um weitere Parameter, z. B. eine in der Solarzelle 14 deponierte, auf eine Fläche normierte Energie und/oder eine Fläche maximaler deponierter Energie, zu berechnen.
Durch das Skalieren der Differenzverteilung sind Energieflüsse in die Umgebung der Solarzelle 14 bereits berücksichtigt. Anhand der Daten aus der zweiten Berechnungseinrichtung 34 sortiert eine zweite Sortiereinheit 36 die Solarzelle 14 in Abhängigkeit von der resultierenden maximalen Betriebstemperatur. Ein Grenzwert, der zum Aussortieren der Solarzelle 14 führt, liegt z. B. unterhalb des Schmelzpunktes eines die Solarzelle 14 im Solarzellenmodul umgebenden Kunststoffs oder Glases. Beispielsweise liegt die Vernetzungstemperatur des Kunststoffs Ethylenvinylacetat (EVA), welcher oft bei Solarzellenmodulen verwendet wird, bei ca. 120°C. Ab dieser Temperatur schmilzt dieser Kunststoff und gast unter Umständen aus. Dies kann die Funktionsweise des Solarzellenmoduls beeinträchtigen, so dass ein Grenzwert für die maximale Betriebstemperatur, oberhalb der die Solarzelle 14 aussortiert werden sollte, für EVA bei 120°C liegt. In alternativen Ausführungsformen kann, je nach gewünschter Sortierung, auch nur eine der beiden Sortiereinheiten 32, 36 vorgesehen sein. Es können in weiteren alternativen Ausführungsformen auch drei, vier, fünf oder weitere Sortiereinheiten vorgesehen sein, um die Solarzelle anhand von weiteren Parametern, beispielsweise der in der Solarzelle deponierten, auf eine Fläche normierten Energie und/oder der Fläche maximaler Energie, zu sortieren. Die Sortiereinheiten können in einigen Ausführungsformen an die jeweilige Berechnungseinrichtung angeschlossen sein, die den Parameter ermittelt, nach dem die Solarzelle sortiert werden soll. In alternativen Ausführungsformen können jeweils die Berechnungseinrichtung in einem Gerät und die Sortiereinheiten in einem anderen Gerät angeordnet sein. Alternativ kann jeweils eine Berechnungseinrichtung mit einer Sortiereinheit in einem Gerät angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform ist bevorzugt der gleiche Parameter zu ermitteln bzw. danach zu sortieren.
In einer alternativen Ausführungsform können alle Berechnungseinrichtungen, Auswerteeinheiten und/oder Sortiereinheiten in einem Gerät zusammengefasst sein.
2 zeigt eine Vorrichtung 40 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Vorrichtung 40 werden eine Stromquelle 42 und ein Pulsgenerator 44 zum Erzeugen und Anlegen eines Strompulses mit beispielsweise 8 A, was bei Solarzellen üblicher Größe einem Betriebsstrom von 35 mA/cm² entspricht, an die Solarzelle 14 eingesetzt. Es können auch mehrere Strompulse an die Solarzelle 14 angelegt werden. Zusätzlich wird die Solarzelle 14 durch eine Beleuchtungseinrichtung 46 beleuchtet, wobei aufgrund einer Abschattungsvorrichtung 48, hier vereinfacht als Abschattungsobjekt dargestellt, nur ein Teil der Solarzelle 14 beleuchtet wird. Als Abschattungsvorrichtung eignet sich neben einfachen Abschattungsobjekten wie Schablonen beispielsweise auch eine steuerbare Abschattungsvorrichtung, wie z. B. in der DE 10 2011 052 047.3 beschrieben. In alternativen Ausführungsformen ist keine Abschattungsvorrichtung vorgesehen, sondern nur eine Beleuchtungseinrichtung, die die Solarzelle 14 beleuchtet. Eine aus dem Strompuls und der abgeschatteten Beleuchtung in der Solarzelle 14 resultierende Spannung U wird mit einer Spannungsmessvorrichtung 50 erfasst.
Die Vorrichtung 40 umfasst außerdem eine erste Auswertungseinheit 52 zum Berechnen eines Energiewerts aus der mit der Spannungsmessvorrichtung 50 gemessenen Spannung U und dem angelegten Strom I.
Eine zweite Auswertungseinheit 54 zum Erzeugen einer Differenzverteilung aus einer jeweils vor und während oder nach dem Anlegen des Strompulses und der abgeschatteten Beleuchtung gemessenen relativen Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche, sowie eine dritte Auswertungseinheit 56 zum Skalieren der Differenzverteilung auf den in der ersten Auswertungseinheit 52 berechneten Energiewert sind in einem Auswertegerät 58 angeordnet. Die Daten zum Erzeugen der Differenzverteilung in der zweiten Auswertungseinheit 54 stammen aus der Strahlungsmessvorrichtung 20. Die dritte Auswertungseinheit 56 bezieht ihre Daten aus der ersten Auswertungseinheit 52. Alternativ können die zweite und dritte Auswertungseinheit 54, 56 auch separat statt in dem Auswertungsgerät 58 angeordnet sein. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann auch die erste Auswertungseinheit 52 zusätzlich zu der zweiten und dritten Auswertungseinheit 54, 56 in dem Auswertegerät 58 angeordnet sein.
Ein Berechnungsgerät 60 umfasst eine erste Berechnungseinrichtung 62 zum Berechnen einer Energie pro Flächeneinheit aus einer maximalen Energie der gesamten Solarzelle, einer Varianz, einer Standardabweichung, einer Fläche oder Werten oberhalb der maximalen Energie, einer Lage, einer Position, einer Halbwertsbreite und/oder eines Gradienten lokaler Maxima der skalierten Differenzverteilung. Außerdem ist in dem Berechnungsgerät 60 eine zweite Berechnungseinrichtung 64 angeordnet, mit der eine resultierende maximale Betriebstemperatur der Solarzelle unter Berücksichtigung der berechneten Parameter ermittelt wird. Die in der Solarzelle 14 deponierte Energie ergibt sich hier durch die Addition der durch Strompuls und Beleuchtung eingetragenen Energie. Die Energie durch die Beleuchtung ergibt sich aus der Bestrahlungsstärke, der Solarzellenfläche 22 und einer Fläche 65, die durch die Abschattungsvorrichtung 48 abgeschattet wird. Alternativ zu der Anordnung der Berechnungseinrichtungen 62, 64 in einem Berechnungsgerät 60 ist auch eine einzelne Anordnung der Berechnungseinrichtungen 62, 64 möglich. Auch kann in einer alternativen Ausführungsform ja nach gewünschter Berechnung auf die erste oder die zweite Berechnungseinrichtung 62, 64 verzichtet werden. In weiteren alternativen Ausführungsformen können auch mehr als zwei Berechnungseinrichtungen vorgesehen sein, um weitere Parameter der Solarzelle zu ermitteln.
In einem Sortiergerät 66 sind eine erste und zweite Sortiereinheit 68, 70 angeordnet, wobei die erste Sortiereinheit 68 die Solarzelle 14 in Abhängigkeit von der in ihr deponierten Gesamtenergie, der auf eine Flache normierten Energie und/oder der Fläche maximaler Energie bzw. sortieren kann, und die zweite Sortiereinheit 70 die Solarzelle 14 in Abhängigkeit von der resultierenden maximalen Betriebstemperatur der Solarzelle 14 oder des die Solarzelle 14 umfassenden Solarzellenmoduls. Das Sortieren mit der ersten und zweiten Sortiereinheit 68, 70 kann parallel oder je nach Bedarf erfolgen. Alternativ kann die Vorrichtung je nach Bedarf auch nur eine der beiden Sortiereinheiten 68, 70 umfassen. In einer weiteren alternativen Ausführungsform können die beiden Sortiereinheiten 68, 70 separat, d. h. ohne Sortiergerät 66, an das Berechnungsgerät 60 bzw. bei separaten Berechnungseinrichtungen 62, 64 an diese angeschlossen sein. Die Daten für die Sortierung bezieht die erste Sortiereinheit 68 aus der ersten Berechnungseinrichtung 62 und die zweite Sortiereinheit 70 aus der zweiten Berechnungseinrichtung 64. In alternativen Ausführungsformen können auch mehr als zwei Sortiereinheiten vorgesehen sein, z. B. jeweils eine Sortiereinheit für einen in den Berechnungseinrichtungen ermittelten Parameter. In alternativen Ausführungsformen können alle vorgesehenen Berechnungseinrichtungen, Auswerteeinheiten und Sortiereinheiten auch in einem Gerät zusammengefasst werden.
Mit einer Regelungsvorrichtung 72 werden die Strahlungsmessvorrichtung 20 und der Pulsgenerator 44 zeitlich korreliert, so dass es keinen Zeitversatz zwischen den Messungen nach dem oder jedem Puls gibt und Messabweichungen vermieden werden können. Da nach dem oder jedem Puls die von der Solarzelle 14 emittierte Strahlung zunächst maximal ist und dann stetig abnimmt, sollte die Messung innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters erfolgen. Beispielsweise kann die Strahlungsemission innerhalb von 100 ms auf den Wert 0 absinken. Ein vorteilhaftes Zeitfenster wäre z. B. zwischen 10 ms und 30 ms. In diesem Zeitfenster kann ein exakter Messzeitpunkt mit der Regelungsvorrichtung 72 für jeden Puls und jede zu vermessende Solarzelle vorgegeben werden, so dass für jedes Messergebnis und somit auch für jede Solarzelle die gleichen Messbedingungen herrschen und die einzelnen Solarzellen daher untereinander vergleichbar sind. In 3 ist ein Beispiel für einen definierten Energieeintrag in eine Solarzelle dargestellt. Der Energieeintrag erfolgt als Spannungs- oder Strompuls 78, der mit einem vorgebbaren, konstanten Wert für eine vorgebbare Zeitspanne an die Solarzelle angelegt wird. Beispielsweise kann bei einem Spannungspuls von z. B. –15 V, der für 9,3 ms an die Solarzelle angelegt wird, ein Strom von etwa 7,5 A gemessen werden. Daraus ergibt sich ein Energieeintrag von 1,05 Joule.
4 zeigt ein Beispiel für eine erste relative Verteilung 79 emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche. Die Verteilung 79 wurde mit einer Vorrichtung gemäß 1 gemessen, bevor ein Puls an die Solarzelle angelegt wurde. Die Solarzellenfläche wird in etwa durch die dargestellte Diagrammfläche 80 repräsentiert, d.h. die Koordinatenachsen x und y entsprechen den Maßen der Solarzelle in Pixeln, die z. B. eine Größe von 0,5 mm bis 0,6 mm Kantenlänge haben. Ein Randbereich 81 wird durch Linien 82 teilweise von der restlichen Diagrammfläche 80 abgegrenzt, die eine Grenze zwischen einem Bereich höherer emittierter Strahlung zu einem Bereich niedrigerer emittierter Strahlung anzeigen. In diesem Randbereich 81 kommt es z. B. aufgrund der Umgebungstemperatur und der abgeschrägten Ecken der Solarzelle zu Abweichungen in der emittierten Strahlung im Vergleich zur restlichen Diagrammfläche 80.
In 5 ist ein Beispiel für eine zweite relative Verteilung 83 emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche gezeigt. Diese wurde unmittelbar nach dem Strompuls mit der oben genannten Vorrichtung gemessen. Die emittierte Strahlung kann alternativ bis maximal 100 ms nach dem Strompuls gemessen werden, danach ist die Strahlungsemission üblicherweise so weit abgeklungen, dass eine Messung nicht mehr sinnvoll ist. Die zweite Verteilung 83 unterscheidet sich von der ersten Verteilung 79 im Wesentlichen durch einen Bereich 84, in dem eine höhere Strahlung von der Solarzelle emittiert wird.
6 zeigt eine mit der zweiten Auswertungseinheit 54 erzeugte Differenzverteilung 86 aus der ersten und zweiten relativen Verteilung 79, 83. In einem Bereich 88 ergibt sich eine höhere Strahlungsemission. Der Wert für die Energie, der für diesen Bereich 88 abgelesen werden kann, wird mit dem in der ersten Auswertungseinheit berechneten Energiewert skaliert und kann danach direkt zur Auswertung der Solarzelle herangezogen werden, ohne äußere Einflüsse auf die Solarzelle zu berücksichtigen.
7 zeigt eine skalierte Differenzverteilung 89, die der Differenzverteilung 86 aus 6 entspricht, nachdem diese auf den berechneten Energiewert skaliert wurde, in einem dreidimensionalen Diagramm. Dabei wird nur ein Teil der Solarzellenfläche, der den Bereich 88 mit erhöhter Strahlungsemission umfasst, durch die eine Bodenfläche 90 des Diagramms dargestellt. Der im Vergleich zu übrigen Bereichen auf dem dargestellten Teil der Solarzellenfläche erhöhte Energieeintrag wird durch einen Peak 92 dargestellt, welcher einem lokalen Maximum der skalierten Differenzverteilung 89 entspricht. Auf der z-Achse ist die Energie pro Fläche in Joule pro Pixel aufgetragen. Über den Spannungspuls von –15 V, der für 9,3 ms an der Solarzelle anlag, wurde insgesamt eine Energie von 1,05 J in der Solarzelle deponiert. Das Maximum des Peaks 92, das auf der z-Achse abgelesen werden kann, liegt in diesem Beispiel bei 0,093 J pro Pixel. Die Varianz der Energieverteilung liegt in diesem Beispiel bei etwa 5,5·10^–5 J² pro Quadratpixel, die Standardabweichung bei etwa 0,007 J pro Pixel, eine Fläche, deren Energie pro Fläche größer als 50% des Maximums, d. h. größer als 0,0465 J pro Pixel, ist, liegt bei 5 Pixeln. Der Gradient des Maximums liegt bei etwa 0,032 J pro Quadratpixel.
8 zeigt einen Ausschnitt der skalierten Differenzverteilung 89 aus 7 im Bereich des Peaks 92 in einer Matrixdarstellung. Die Energiewerte pro Pixel sind auf zwei Nachkommastellen gerundet. Der Peak setzt sich in dieser Darstellung aus drei verschiedenen Energiewerten zusammen, 0,04 J pro Pixel, 0,08 J pro Pixel und 0,09 J pro Pixel.
9 zeigt ein erstes Beispiel für eine Kennlinie gemäß dem Stand der Technik. Im Gegensatz zu dem Spannungs- oder Strompuls aus 3 mit einer konstanten Spannung U bzw. einem konstanten Strom I wird in 9 für drei verschiedene Solarzellen ein Spannungsbereich von 0 V bis –15 V durchfahren und jeweils eine sogenannte Rückwärtskennlinie 94, 96, 98 vermessen. Die gesamte Energie der Kennlinien 94, 96, 98 wird in Wärme umgesetzt. Je nach Verschaltung einer Solarzelle in einem Solarzellenmodul gibt es eine maximale Spannung, die auf eine abgeschattete Solarzelle wirken kann, z. B. sind dies bei 25 Solarzellen in Reihe und 0,6 V für jede Solarzelle 15 V (25·0,6 V). 15 V sind somit die maximale Spannung der Rückwärtskennlinie. Bei –15 V wird für jede der drei Solarzellen der gleiche Strom von 7,5 A gemessen.
10 zeigt ein Beispiel für eine Auswertung der Kennlinien 94, 96, 98 aus 9 gemäß dem Stand der Technik. Die Auswertung ist eine Summe der Energie unter den einzelnen Kennlinienkurven 94, 96, 98. Demnach ergibt sich für dieses Beispiel die größte Energie von ca. 0,78 J für die in 9 als Strichpunktlinie dargestellte Kennlinie 98. Diese wird in 10 als Kurve 100 mit Rauten dargestellt. Die zweitgrößte Energie von etwa 0,44 J wird in der Solarzelle, für die die gestrichelte Kennlinie erfasst wurde, deponiert, welche in 10 als Kurve 102 mit Quadraten dargestellt ist. Die niedrigste Energie, nämlich etwa 0,21 J, wird in der Solarzelle mit der volllinig dargestellten Kennlinie 94 in Wärme umgesetzt. Dies wird in 10 durch eine Kurve 104 aus Dreiecken dargestellt. Im Vergleich dazu wird in allen drei Solarzellen bei einem Spannungsimpuls von –15 V für eine Dauer von 1,25 ms ein Strom I von 7,5 A gemessen und somit eine Energie von 0,14 J in der Solarzelle deponiert. Eine Sortierung nach der in der Solarzelle deponierten Energie gemäß der vorliegenden Erfindung fällt somit anders aus, als wenn die Energien gemäß der Kennlinien berücksichtigt werden. Die vorliegende Erfindung erlaubt eine bessere Sortierung der Solarzellen, da der Spannungspuls einen viel geringeren Energieeintrag in die drei Solarzelle verursacht, als durch die Vermessung der Kennlinie offenbart wird. Bei der Vermessung der Kennlinie akkumulieren sich die Energien, die durch die verschiedenen Spannungen in den Solarzelle umgesetzt werden, so dass die Energiewerte insgesamt viel höher liegen als nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung, und so möglicherweise einen Grenzwert überschreiten, der zum unnötigen Aussortieren der Solarzellen führen kann.
11 zeigt ein zweites Beispiel für eine Messung einer Kennlinie gemäß dem Stand der Technik. Darin wird jeweils die Kennlinie 110, 112 zweier weiterer Solarzellen vermessen. Beide Solarzellen setzen während der Vermessung der Kennlinie 110, 112 eine Energie von 0,31 J in Wärme um. Bei einem Spannungspuls von –15 V mit einer Zeitspanne von 1,25 ms setzt die Solarzelle mit der gestrichelten Kennlinie 112 eine Energie von etwa 0,06 J in Wärme um. Die Solarzelle mit der volllinigen Kennlinie 110 setzt bei einem Spannungspuls von –15 V für eine Zeitspanne von 1,25 ms eine Energie von etwa 0,11 J in Wärme um. Bei einer Vermessung gemäß dem Stand der Technik wären beide Solarzellen gleich bewertet oder sortiert worden. Dabei reicht bei der einen Solarzelle ein kurzer Spannungspuls von –15 V aus, um eine deutlich höhere Energie darin zu deponieren. Durch einen solchen Hot Spot kann sich die Solarzelle so stark erwärmen dass die Temperatur in der Umgebung der Solarzelle, z. B. in dem die Solarzelle umfassenden Solarzellenmodul, hohe Betriebstemperaturen verursacht. Wenn diese Temperaturen einen Grenzwert überschreiten, muss die Solarzelle aussortiert werden, da sonst Schaden am Solarzellenmodul verursacht werden kann, weil z. B. das das Solarzellenmodul umgebende Material schmilzt.
12 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren 120 zum Vermessen von Solarzellen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem ersten Schritt 122 wird mit einer Strahlungsmessvorrichtung eine erste relative Verteilung emittierter Strahlung über die Fläche einer zu vermessenden Solarzelle gemessen. In einem zweiten Schritt 124 wird mittels einer Spannungsquelle und einem Pulsgenerator eine Spannung U als Puls an die Solarzelle angelegt. In Varianten des Verfahrens können auch mehrere Spannungspulse oder ein oder mehrere Strompulse an die Solarzelle angelegt werden. In einem dritten Schritt 126 wird in einer ersten Auswertungseinheit aus dem aus dem Anlegen des Spannungspulses resultierenden Strom I in der Solarzelle, der mit einer Strommessvorrichtung gemessen wird, ein Energiewert berechnet. Bei mehreren Spannungs- bzw. Strompulsen kann der jeweils berechnete Energiewert gemittelt werden. Der Energiewert entspricht einer in der Solarzelle deponierten Energie. In einem vierten Schritt 128 wird eine zweite relative Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche gemessen. Die Messung kann noch während des Anlegens des Spannungspulses oder auch direkt danach, z. B. zwischen 10 ms und 30 ms, spätestens 100 ms nach dem Puls, erfolgen. In einem fünften Schritt 130 wird in einer zweiten Auswertungseinheit aus der ersten und zweiten relativen Verteilung eine Differenzverteilung erzeugt. In einem sechsten Schritt 132 wird die Differenzverteilung in einer dritten Auswertungseinheit auf den zuvor berechneten Energiewert skaliert. Hierdurch werden störende Einflüsse durch die Messumgebung auf die Solarzelle vermindert. In einem siebten Schritt 134 wird in einer Berechnungseinrichtung aus der skalierten Differenzverteilung eine Höhe der lokalen Maxima berechnet. Anhand dieser Höhe kann die Solarzelle bewertet werden, ob sie für den Einsatz in einem Solarzellenmodul geeignet ist, und entsprechend sortiert werden.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
12: Spannungsquelle
14: Solarzelle
16: Pulsgenerator
18: Strommessvorrichtung
20: Strahlungsmessvorrichtung
22: Solarzellenfläche
24: erste Auswertungseinheit
26: zweite Auswertungseinheit
28: dritten Auswertungseinheit
30: erste Berechnungseinrichtung
32: erste Sortiereinheit
34: zweite Berechnungseinrichtung
36: zweite Sortiereinheit
40: Vorrichtung
42: Stromquelle
44: Pulsgenerator
46: Beleuchtungseinrichtung
48: Abschattungsvorrichtung
50: Spannungsmessvorrichtung
52: erste Auswertungseinheit
54: zweite Auswertungseinheit
56: dritte Auswertungseinheit
58: Auswertegerät
60: Berechnungsgerät
62: erste Berechnungseinrichtung
64: zweite Berechnungseinrichtung
65: Fläche
66: Sortiergerät
68: erste Sortiereinheit
70: zweite Sortiereinheit
72: Regelungsvorrichtung
78: Spannungs-/Strompuls
79: erste relative Verteilung
80: Diagrammfläche
81: Randbereich
82: Linie
83: zweite relative Verteilung
84: Bereich
86: Differenzverteilung
88: Bereich
89: skalierte Differenzverteilung
90: Bodenfläche
92: Peak
94: Rückwärtskennlinie
96: Rückwärtskennlinie
98: Rückwärtskennlinie
100: Kurve
102: Kurve
104: Kurve
110: Kennlinie
112: Kennlinie
120: Verfahren
122: erster Schritt
124: zweiter Schritt
126: dritter Schritt
128: vierter Schritt
130: fünfter Schritt
132: sechster Schritt
134: siebter Schritt
I: Strom
U: Spannung

Claims

Verfahren zum Vermessen von Solarzellen, wobei an eine Solarzelle eine Spannung oder ein Strom angelegt und ein daraus resultierender Strom bzw. eine daraus resultierende Spannung gemessen wird, und wobei vor dem Anlegen der Spannung oder des Stroms und während oder nach der Messung des resultierenden Stroms bzw. der resultierenden Spannung eine relative Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass – die Spannung (U) oder der Strom (I) als mindestens ein Puls (78) mit vorgebbarem, konstanten Wert für eine vorgebbare Zeitspanne angelegt wird, – aus dem resultierenden Strom (I) bzw. der resultierenden Spannung (U) ein Energiewert berechnet wird, – vor dem oder jedem Puls (78) eine erste relative Verteilung (79) und während oder nach dem oder jedem Puls (78) eine zweite relative Verteilung (83) emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche (22) gemessen wird; und – eine Differenzverteilung (86) aus der ersten und zweiten relativen Verteilung (79, 83) erzeugt wird und diese auf den berechneten Energiewert skaliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung (U) oder der Strom (I) als genau ein Puls (78) mit einem vorgebbaren, konstanten Wert für eine vorgebbare Zeitspanne an die Solarzelle (14) angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der skalierten Differenzverteilung (89) eine maximale Energie der gesamten Solarzelle (14), eine Varianz, eine Standardabweichung, eine Fläche oder Werte oberhalb der maximalen Energie, eine Lage, eine Position, eine Halbwertsbreite und/oder ein Gradient lokaler Maxima bestimmt wird und daraus eine Energie pro Flächeneinheit berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus der skalierten Differenzverteilung (89) eine resultierende maximale Betriebstemperatur der Solarzelle (14) oder eines die Solarzelle (14) umfassenden Solarzellenmoduls ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der ersten und zweiten relativen Verteilung (79, 83) emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche (22) zeitlich mit dem Anlegen der Spannung (U) oder des Stroms (I) und mit der Messung des resultierenden Stroms (I) bzw. der resultierenden Spannung (U) korreliert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite relative Verteilung (79, 83) der emittierten Strahlung über der Solarzellenfläche (22) jeweils während einer vorgebbaren Zeitspanne zwischen 10 ms und 30 ms gemessen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle (14) während der Messung der ersten und zweiten relativen Verteilung (79, 83) der emittierten Strahlung über der Solarzellenfläche (14) und des Anlegens des Pulses (78) oder der Pulse (78) beleuchtet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beleuchtete Solarzelle (14) während der Messung der ersten und zweiten relativen Verteilung (79, 83) der emittierten Strahlung über der Solarzellenfläche (14) und des Anlegens des Pulses (78) oder der Pulse (78) teilweise abgeschattet wird.
Vorrichtung zum Vermessen von Solarzellen, umfassend eine Spannungsquelle oder eine Stromquelle, eine Strommessvorrichtung bzw. eine Spannungsmessvorrichtung und eine Strahlungsmessvorrichtung zum Messen einer relativen Verteilung emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche, gekennzeichnet durch – einen Pulsgenerator (16, 44) zum Erzeugen und Anlegen mindestens eines Pulses (78) aus einer Spannung (U) oder einem Strom (I) an eine Solarzelle (14), wobei der oder jeder Puls (78) einen vorgebbaren, konstanten Wert und eine vorgebbare Zeitspanne umfasst, – eine erste Auswertungseinheit (24, 52) zum Berechnen eines Energiewerts aus dem mit der Strommessvorrichtung (18) bzw. der Spannungsmessvorrichtung (50) gemessenen, aus dem oder jedem Puls (78) resultierenden Strom (I) bzw. Spannung (U), – eine zweite Auswertungseinheit (26, 54) zum Erzeugen einer Differenzverteilung (86) aus einer ersten, jeweils vor und einer zweiten, jeweils während oder nach dem Anlegen des oder der Pulse (78) gemessenen relativen Verteilung (79, 83) emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche (22), und – eine dritte Auswertungseinheit (28, 56) zum Skalieren der Differenzverteilung (86) auf den berechneten Energiewert.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsmessvorrichtung (20) ein Mikrobolometer oder eine Thermografiekamera ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Berechnungseinrichtung (30, 34, 62, 64) zum Berechnen einer Energie pro Flächeneinheit aus einer Lage, einer Position, einer Halbwertsbreite und/oder eines Gradienten lokaler Maxima der skalierten Differenzverteilung (89), und/oder zum Ermitteln einer resultierenden maximalen Betriebstemperatur der Solarzelle (14) oder eines die Solarzelle (14) umfassenden Solarzellenmoduls.
Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Sortiereinheit (32, 36, 68, 70) zum Sortieren der Solarzelle (14) in Abhängigkeit von der Lage, der Position, der Halbwertsbreite und/oder des Gradienten lokaler Maxima und/oder einer Energie pro Flächeneinheit und/oder der resultierenden maximalen Betriebstemperatur der Solarzelle (14) oder eines die Solarzelle (14) umfassenden Solarzellenmoduls.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch eine Regelungsvorrichtung (72) zum zeitlichen Korrelieren des Pulsgenerators (16, 44) und der Strommessvorrichtung (18) bzw. Spannungsmessvorrichtung (50) mit der Strahlungsmessvorrichtung (20).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinrichtung (46) zum Beleuchten der Solarzelle (14) während der Messung der ersten und zweiten relativen Verteilung (79, 83) emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche (22) und des Anlegens des Pulses (78) oder der Pulse (78).
Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Abschattungsvorrichtung (48) zum zumindest teilweise abgeschatteten Beleuchten der Solarzelle (14) während der Messung der ersten und zweiten relativen Verteilung (79, 83) emittierter Strahlung über die Solarzellenfläche (22) und des Anlegens des Pulses (78) oder der Pulse (78).