Analyse und Verbesserung der rückführbaren Kalibrierung von Solarzellen

Es wird die neu konzipierte und vollständig automatisierte Apparatur zur Kalibrierung von Referenzsolarzellen in der PTB vorgestellt. Mit der Apparatur wird die differenzielle spektrale Empfindlichkeit gemessen aus der der Kurzschlussstrom unter Standardtestbedingungen (STC; AM0 oder AM1.5-Spektrum) berechnet werden kann, mit dessen Hilfe wiederum der Wirkungsgrad der Solarzelle bestimmt werden kann. Anhand einer detaillierten Messunsicherheitsanalyse wird gezeigt, dass die Messunsicherheit für die mit der neuen Apparatur erhaltenen Kalibrierdaten auf 0,5 % reduziert werden konnte. Bei der Fehleranalyse wurde ein UV induzierter Effekt festgestellt, der bei einigen Solarzellen auftritt und über Stunden eine Änderung der spektralen Empfindlichkeit bewirkt und mit der eines Front-Surface-Field (FSF) erklärt werden kann, in Analogie zum Back-Surface-Field (BSF). Neben der Rückführung auf SI-Einheiten ist für die Qualitätssicherung die internationale Äquivalenz der Messwerte und Kalibrierzertifikate von außerordentlicher Bedeutung. Deshalb werden Kalibrierwerte international miteinander verglichen. Auf der Basis derartiger Vergleichsmessungen wurde die World Photovoltaic Scale (WPVS) geschaffen. In dieser Arbeit werden Verfahren zur Auswertung von Rundvergleichen diskutiert. Es wird gezeigt, wie die von den Teilnehmern für ihre Messdaten angegebenen Messunsicherheiten mit Hilfe von Rundvergleichsdaten überprüft werden können und wie instabile Transferstandards identifiziert werden können.