Neue Methode misst Feuchtigkeit in Solarmodulen zerstörungsfrei

Neue Methode misst Feuchtigkeit in Solarmodulen zerstörungsfrei

Eine aktuelle Studie stellt ein neuartiges Verfahren zur zerstörungsfreien Messung von Feuchtigkeit in Solarmodulen und polymeren Materialien vor. Mithilfe der Nahinfrarot-Absorptionsspektroskopie (NIRA) kann der Wassereintritt direkt im eingebauten Zustand analysiert werden. Kalibriert wurde die Methode über die Karl-Fischer-Titration (KFT), die den absoluten Wassergehalt bestimmt. Ziel der Forschenden war es, eine präzise und praxisnahe Methode zur Qualitätskontrolle und Zustandsbewertung von Photovoltaikmodulen zu entwickeln.

Für die Kalibrierung wurden unterschiedliche Polymermaterialien wie Verkapselungen, Rückseitenfolien sowie Materialkombinationen untersucht. Zudem kamen drei verschiedene kommerzielle NIRA-Spektrometer zum Einsatz, um Reproduzierbarkeit und Praxistauglichkeit der Methode zu bewerten. Auch Einflüsse von Glas- und Zelltypen, Materialdicken sowie Laminierungsprozessen auf die Messergebnisse wurden analysiert.

Die Forschenden validierten das Verfahren anhand mehrerer Labor- und Praxisstudien. In einer Laboruntersuchung wurde der Feuchtigkeitseintritt in Minimodulen mit PET- und PP-basierten Rückseitenfolien untersucht. Die ermittelten Diffusionskoeffizienten stimmten dabei gut mit bekannten Literaturwerten überein. Eine weitere Untersuchung analysierte Polymerproben unter beschleunigter Alterung. Dabei zeigte sich, dass Risse in Rückseitenfolien die Wasseraufnahme deutlich erhöhen, während Verkapselungsmaterialien den Feuchtigkeitseintritt reduzieren können.

Auch reale Solarmodule wurden untersucht. In einer Fallstudie analysierten die Forschenden Dachanlagen mit und ohne sichtbare Schäden an Rückseitenfolie und Solarzellen. Module mit Rissen wiesen rund 50 % höhere Wassergehalte auf, insbesondere im Bereich beschädigter Solarzellen. Eine weitere Untersuchung verglich aus dem Feld entnommene Module mit intakten und beschädigten AAA-Rückseitenfolien. Das beschädigte Modul nahm Wasser deutlich schneller auf und erreichte Wassergehalte, die etwa um den Faktor zehn höher lagen als beim intakten Vergleichsmodul.

Die Studie zeigt, dass die NIRA-Methode ein leistungsfähiges Werkzeug für Qualitätskontrolle, Inspektion und Zustandsbewertung von PV-Modulen darstellen kann. Hersteller und Projektentwickler könnten damit Feuchtigkeitsschäden frühzeitig erkennen, Moduldesigns optimieren und die langfristige Haltbarkeit von Solarmodulen präziser bewerten. Gerade vor dem Hintergrund steigender Anforderungen an Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Photovoltaikanlagen gewinnt die zerstörungsfreie Analyse von Materialalterung und Feuchtigkeitseintritt zunehmend an Bedeutung.

(Quelle: „Nondestructive Quantification of Water Ingress in PV Modules via Spectroscopic and Chemical Analysis for Enhanced Quality Assurance and On-Site Inspection“ 14.02.2026)