Definition
Mikrorisse sind feinste, meist mit bloßem Auge unsichtbare Brüche in der Siliziumschicht einer kristallinen Solarzelle. Sie entstehen durch mechanische, thermische oder elektrische Belastung und werden zuverlässig nur per Elektrolumineszenz-Prüfung sichtbar.
Wie Mikrorisse entstehen
Solarzellen-Wafer sind mit etwa 180 µm Dicke außerordentlich bruchempfindlich. Risse können in jeder Phase entstehen: bei Wafer-Produktion, Lötvorgang, Lamination, Verpackung, Transport und Montage, später im Betrieb durch Temperaturwechsel, Schneelast, Windsog oder Hagelschlag. Häufige Auslöser bei der Installation sind das Stapeln auf der Glasseite, das Begehen der Module, falsche Hebewerkzeuge oder die Montage auf unebener Unterkonstruktion.
Erkennung per Elektrolumineszenz
Bei der Elektrolumineszenz-Prüfung (EL) wird das Modul mit Spannung beaufschlagt. Die Zellen senden dann im nahen Infrarot ein schwaches Leuchten aus, das mit einer empfindlichen Kamera erfasst wird. Mikrorisse erscheinen als dunkle Linien, inaktive Zellbereiche als komplett dunkle Flächen. EL ist das einzige zuverlässige Verfahren, um den strukturellen Modulzustand sichtbar zu machen. Thermografie zeigt nur thermisch aktive Defekte, ruhende Risse dagegen nicht.
ℹ️ Hinweis
Nach Hagel, Sturm oder mechanischer Belastung sollten Module immer per Elektrolumineszenz geprüft werden, auch wenn äußerlich kein Schaden erkennbar ist. Bei Sichtprüfung allein wird ein Großteil der Mikrorisse übersehen.
Auswirkungen und Relevanz
- –Sofortverluste meist gering (1–3 % bei einzelnen kleinen Rissen)
- –Mittelfristige Folgeschäden: inaktive Zellbereiche, Hot-Spots, Snail Trails, Cell-Cracking
- –Langfristig: deutliche Ertragsabnahme über Jahre, beschleunigte Modulalterung
- –Versicherungsrelevanz: nach Hagel als Vorschaden zentral, ohne EL-Beweis gibt es oft keinen Schadensersatz
- –Mängelgutachten: belegt unsachgemäße Errichter-Handhabung
Vertiefende Inhalte
Verwandte Begriffe
Cell-Cracking
Vollständige Durchbrüche einer Solarzelle mit elektrisch isolierten Zellbereichen, dauerhaftem Leistungsverlust und erhöhtem Hot-Spot-Risiko. Entsteht als Endstadium aus Mikrorissen.
Snail Trails (Schneckenspuren)
Bräunliche Verfärbungen entlang der Zellfinger in PV-Modulen, verursacht durch Silbernanopartikel-Bildung infolge eindringender Feuchtigkeit über Mikrorisse.
Hot-Spot
Lokal stark erhitzte Zelle in einem PV-Modul, verursacht durch Verschattung, Defekt oder Mikroriss. Sie kann zu Brandschäden, Glasbruch und Modulausfall führen.