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Physikpraktikum Versuch: Photovoltaik (PVM)

Teilnehmer: Arthur Halama 858808

Cristoph Hansen 874837

Der Versuch Photovoltaik (PVM) befasst sich mit der Untersuchung von Photovoltaik-Modulen. Zu diesem Zweck werden die I-U-Kennlinien der Module unter verschiedenen Gesichtspunkten und Bedingungen aufgenommen und mit einander verglichen. Der gesamte Messaufwand umfasste:

- Probemessungen zur Vertrautmachung mit und ohne Hilfsnetzgerät, - Messungen der Temperaturabhängigkeit eines Moduls, - Messungen zum quantitativen Vergleich aller Module, - Messungen zur Untersuchung des Verhalten bei Abschattung zweier Module - Messungen zur Untersuchung der Eigenschaften einer Reihen- und Parallelandordnung von Photovoltaikmodulen. Zur quantitativen Messung einer I-U-Kennlinie eines PV-Moduls bestrahle man das Modul mit möglichst homogenem Licht eines Sonnenlichtsimulators und stelle eine gleichmäßige Temperaturverteilung bereit. Über einen veränderlichen Lastwiderstand lasse man die Spannung des PV-Moduls abfallen und messe die Spannung sowie den Strom der Schaltung. Die Aufnahme erfolgt über den Laborrechner und das Programm LabView. Die Untersuchungen zur Temperaturabhängigkeit ergaben lineare Abfälle der maximalen Leistung, der Leerlaufspannung, des Füllfaktor, des Wirkungsgrades und des optimalen Lastwiderstands und einen linearen Anstieg des Kurzschlussstromes.

Der quantitative Vergleich der Module ergab folgende Ergebnisse:

Module c-Si mc-Si CIS sun-web Pmax / W 15,78 15,99 6,40 26,39 RPmax / Ω 8,21 11,05 24,50 0,49

FF / % 63,1 69,4 53,2 50,8 η / % 9,0 6,7 6,1 8,9

Die Abschattung der Module zeigte folgende Resultate:

Abschattung ohne einfache zweifache Pmax (mc-Si)/W 17,38 8,11 7,97 Pmax (c-Si)/W 16,41 1,44 0,64 Ein PV-Modul mit Schutzdiode ist nach den Messergebnissen besser geeignet um trotz Abschattung elektrische Leistung zu liefern.

Mit dem Verschalten der PV-Module gelangten wir zu folgenden Ergebnissen:

Verschalt. c-si(allein) mc-si(allein) parallel Reihe Pmax / W 19,71 17,89 31,60 33,85 Uoc / V 18,24 18,74 16,88 35,02 Isc / A 1,522 1,327 2,934 1,574

RPmax /Ω 10,32 12,76 5,08 23,39 η / % 11,2 7,6 7,7 8,2

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Theoretischer Hintergrund:

Eine Photovoltaik-Zelle ist ein elektrisches Bauelement, das durch kurzwellige elektromagnetische Strahlung elektrische Energie bereitstellen kann. Einfallendes Licht erzeugt freie Ladungsträgerpaare (Löcher und Elektronen), welche durch den pn-Übergang nicht wieder rekombinieren können und so zu einer elektrischen Spannung an den Polen führen.

Die maximale elektrische Leistung, die von einer Zelle geliefert werden kann, ist von dem optimalen Widerstand abhängig, der zu einer größtmöglichen Strom-Spannungs-Kombination führt. Der Füllfaktor gibt dabei das Verhältnis der maximalen Leistung zur theoretischen idealen maximalen Leistung an. Dabei besteht letztere aus dem Produkt der Leerlaufspannung und des Kurzschlussstromes. Der Füllfaktor stellt damit ein Maß für die Güte einer Zelle dar.

Der Wirkungsgrad hingegen errechnet sich aus dem Verhältnis der maximalen Leistung zu der Strahlleistung, welche auf die Zelle trifft.

Da es sich bei einer PV-Zelle um ein Halbleiterbauelement handelt, zeigt sie ein temperaturabhängiges Verhalten, das im folgendem näher untersucht wird.

PV-Module, welche mehrere PV-Zellen in einem Panel verbinden, sind häufig mit Schutzdioden versehen. Für den Fall einer partiellen Abschattung eines Moduls kann dieses dennoch elektrische Energie liefern. Zum quantitativen Vergleich von Modulen mit und ohne Schutzdiode werden diese ebenfalls untersucht und die Ergebnisse gegenübergestellt.

Durchführung:

Um Aussagen zu der Charakteristik eines Moduls treffen zu können werden I-U-Kennlinien aufgenommen. Dies geschieht indem man die Spannung und den Strom über einen veränderlichen Lastwiderstand misst, wobei der Strom indirekt als Spannungsabfall über einen Messwiderstand gemessen wird. Beide Spannungen werden vom Laborrechner durch über ein digitales Multimeter gemessen, direkt verarbeitet und gespeichert. Damit man jeweils die vollständigen Kennlinien aufnehmen kann, wird ebenfalls eine Hilfsspannungsquelle zugezogen. So können ebenfalls Messungen im negativen Spannungsbereich sowie im negativen Strombereich realisiert werden. Die Schaltung für alle Kennlinienmessungen entsprach diesem Schaltbild.

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Die Kennlinie bestand aus drei Teilen. Der negative Spannungsbereich wurde gemessen indem die Hilfsspannungsquelle als Energiequelle eingesetzt wurde. Damit ließ sich über den Punkt des Kurzschlusses hinaus messen. Der zweite Teil wurde durch Hochfahren des Lastwiderstandes gemessen. Der letzte Teil ergab sich, indem die Spannungsquelle nun als Energiesenke wirkt. Auf diese Weise erhielt man Messpunkt, die über den Punkt der Leerlaufspannung gingen. Die Hilfsspannungsquelle unterstützte die Messung im Bereich von etwa -2V bis 0V im negativen Spannungsbereich und mit einem Strom von 0 bis -1A. Der Lastwiderstand bestand aus 3 Reihenwiderständen mit unterschiedlichen Widerstandswerten(8 Ω, 27Ω und 1000Ω). Der Widerstand wurde für die Messung von etwa 0 Ω bis zum Maximalwert gefahren. Der Bereich der maximalen Leistung erfolge dafür jedoch in genügend feinen Abständen, da die Messkurve an dieser Stelle einen unstetigen Verlauf einnimmt. Das Messverfahren galt für alle Messungen bis auf die Untersuchung der Temperaturabhängigkeit. Durch den raschen Temperaturanstieg ersparten wir uns den Quadranten des negativen Spannungsbereiches. Zur Durchführung der Messreihen zur Temperaturabhängigkeit wurden 5°C Intervalle angestrebt, ansonsten sollten die restlichen Messungen möglichst unter gleichen Voraussetzungen durchgeführt werden. Letztlich sorgten Ventilatoren für eine erzwungene Luftkonvektion, um die Temperaturverteilung zu homogenisieren und die Bestrahlung erfolgte über 18 500W Halogenlampen. Der Versuchsaufbau gestaltete sich entsprechend der Skizze:

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Messergebnisse:

Messung der Temperaturabhängigkeit

In diesem Diagramm sind die IU-Kennlinien im über den Temperaturverlauf aufgetragen. Entsprechend des Diagrammes sinken die Leerlaufspannungen bei steigender Temperatur. Gleichzeitig steigen die Kurzschlussströme mit dem Temperaturanstieg. Effektiv überwiegt der Spannungsverlust, weshalb zu Leistungseinbußen und damit einer Füllfaktor- und Wirkungsgradminderung kommt. Der Spannungsanstieg beruht auf den Halbleitereigenschaften der Solarzelle. Mit steigender Temperatur werden mehr Elektronen auf ein höheres Niveau gehoben, wodurch energieärmeres Licht ebenfalls der Stromerzeugung dienen kann. Die höheren kinetischen Energien der Ladungsträger in der Zelle führen allerdings auch zur Erhöhung des Dunkelstroms, was sich in einer Absenkung der Leerlaufspannung bemerkbar macht.

Temperaturverlauf t)

Dem graphisch dargestellten Temperatur-Zeitverlauf entnimmt man, dass die Messreihen zur Temperaturmessung bei stetig steigender Temperatur der Module aufgenommen wurden.

-3 2 7 12 170

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

U / V

I /

A

Alle I-U-Kennlinien über den Temperaturverlauf

00:00:00 00:02:53 00:05:46 00:08:38 00:11:31 00:14:24 00:17:17 00:20:10 00:23:023035404550556065707580

t / min'sec

/

°C

Temperaturverlauf (t)

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Die Darstellung des Kurzschlussstromes Isc über die Temperatur zeigt den bereits angesprochenen Anstieg. Dieser scheint in diesem Rahmen linear zu verlaufen.

Der ebenfalls bereits erläuterte Spannungsabfall über den Temperaturanstieg lässt sich in diesem Diagramm gut erkennen. Auch dieses Verhalten schein in dem gewählten Messbereich linear.

30 40 50 60 70 801,44

1,46

1,48

1,5

1,52

1,54

1,56

1,58

1,6

1,62

1,64

Theta / °C

Isc

/ A

Funktion des Kurzschlussstromes Iscüber die Temperatur Theta

30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 8015

15,5

16

16,5

17

17,5

18

18,5

19

19,5

20

Theta / °C

Uoc

/ V

Funktion der Leerlaufspannung über die Temperatur

6

Der Stromanstieg und Spannungsabfall verlaufen nicht verhältnismäßig. Da die Spannung am PV-Modul stärker abfällt als der Strom steigt, sinkt effektiv die maximale Leistung, die das Modul liefern kann.

Die erläuterten Effekte tragen letztlich zum Abfall des Wirkungsgrades und des Füllfaktors bei.

30 40 50 60 70 8015

15,5

16

16,5

17

17,5

18

18,5

19

19,5

20

Theta / °C

Pmax

/ W

Funktion der maximalen Leistungüber die Temperatur

30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 808,00%

8,50%

9,00%

9,50%

10,00%

10,50%

11,00%

11,50%

Theta / °C

eta

Funktion des Wirkungsgrades über die Temperatur

7

Da die gesamte IU-Kennlinie ihre Form mit einer Temperaturänderung ändert, sinkt der Füllfaktor des Moduls ebenfalls mit einer steigenden Temperatur. Bei dem vermessenen Modul handelt es sich um das c-Si-Photovoltaik-Modul (Abmessungen diese Moduls a=0,43m, b=0,51m => A=0,22m²). Die mittlere Bestrahlung wurde mit E = 803 W/m^2 als konstant angenommen.

7 P(U) exemplarisch

Der Verlust der maximalen Leistung lässt sich in diesem Diagramm gut erkennen. Zwischen 0V und etwa 10V verhalten sich die Kennlinien annähernd ähnlich doch wird schnell das Maximum der Leistung bei hoher Temperatur erreicht. Die weiteren Maxima verschieben sich entsprechend weiter dem annähernd linearen Verlauf entlang.

30 40 50 60 70 800,61

0,62

0,63

0,64

0,65

0,66

0,67

0,68

0,69

0,7

0,71

0,72

Theta / °C

FFFunktion des Füllfaktors über

die Temperatur

-5 0 5 10 15 20

-5

0

5

10

15

20

U / V

P /

W

Pmax(U) über verschiedene Temperaturen

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Diskussion: Anhand der Messdaten lässt sich eine hohe Temperaturempfindlichkeit des Moduls feststellen, da sich über eine Temperaturdifferenz von 50°C sichtbare Änderungen in den jeweiligen Diagrammen zeigen. Die Abhängigkeiten betragen jeweils: Isc/= 0,0038 A/Kein Anstieg um 12%

Uoc/= -0,082 V/K => ein Abfall um 20%

Pmax/= -0,0947 W/K => ein Abfall um 22%

/= -0,0005 1/K => Gesamtabfall des Wirkungsgrades um 2,3% FF/= -0,002 1/K => ein Abfall um 12% Halbleiterbauelemente haben bekanntermaßen eine hohe Temperaturempfindlichkeit. Dies ist auch bei der Photovoltaik-Zelle zu beobachten. In der Halbleitertechnik spielen sich Temperaturänderungen oftmals unterschiedlich ein, je nachdem um welche absolute Temperatur eine Änderung stattfindet und um was für ein Bauelement es sich handelt. Die Messwerterfassung erfolgte rechnergestützt, so können die Abweichungen der Strom und Spannungsmessung auf nur wenige Promille geschätzt werden. Die Temperaturmessung sollte jedoch mit einem etwas größeren Fehler abgeschätzt werden. Da die Temperatur durch kontinuierliche Lichteinstrahlung permanent stieg, kam es bei der Aufnahme einzelner Messreihen zu Temperaturunterschieden von bis zu 4 K. Die größten Temperaturdifferenzen finden sich in den ersten Messungen, da die Erwärmung bei niedrigen Temperaturen am schnellsten stattfand.

Das Diagramm verdeutlich die großen Temperatur-unterschiede innerhalb einzelner Messreihen. Dabei sank die Differenz gegen Ende der Messung auf annehmbare Werte.

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Vergleich der PV-Module:

Die hier dargestellten Diagramme zeigen die IU-Kennlinien verschiedener PV-Module. Untersucht wurden die Module c-Si, ein monokristallines Modul, mc-Si, ein polykristallines Modul mit Schutzdiode, das CIS-Modul, welches auf Dünnschichtzellen basiert, und das Sun-web-Modul, das lt. Hersteller durch ein spezielles Design einen höheren Energie-Output liefern soll.

-5 0 5 10 15 20 25 30 35

-3

-1

1

3

5

7

9

U / V

I / A

I-U-Kennlinie aller Module

sun-web

mc-Si

c-Si

CIS

-5 0 5 10 15 20 25

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

U / V

P /

W

P(U) aller Module

sun-web, T = 81,3°C

mc-Si, T = 78,3°C

c-Si, T = 76,2°C

CIS, T = 79,3°C

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Diskussion: Aus den Messdaten resultieren folgende Ergebnisse:

Module c-Si mc-Si CIS sun-web Uoc / V 15,637 17,159 19,149 5,745 Isc / A 1,599 1,342 0,628 9,034

Pmax / W 15,79 15,99 6,40 26,39 Rpmax / Ω 8,21 11,05 24,51 0,490

FF / % 63,14% 69,45% 53,21% 50,85% η / % 8,96% 6,75% 6,10% 8,87% A / m² 0,22 0,29 0,13 0,37

E / W/m² 803 817 841 814

Die angegebenen Flächen und Bestrahlungsstärken ergaben sich aus den Abmessungen der einzelnen Module und den Angaben über die Bestrahlungsverteilung.

Es stellt sich heraus, dass das kristalline Modul ohne Schutzdiode, den größten Wirkungsgrad hat. Eine weitere Auffälligkeit besitzt das „sun-web“-Modul, welches einen wesentlich größeren Strom liefern kann als alle anderen Module, was auch zu der größten maximalen Leistung führt. Gemäß der Herstellerangabe entspricht dies dem erwarteten Ergebnis. Das Dünnschichtmodul zeigt den geringsten Wirkungsgrad, was auf die Struktur der verbauten Zellen zurückzuführen ist. In der Regel liegen monokristalline Zellen mit dem Wirkungsgrad vor den polykristallinen Modulen und den Dünnschichtmodulen. Dabei kommen moderne Dünnschichtzellen heutzutage relativ dicht an die Eigenschaften von polykristallinen Zellen.

Die Resultate der Vergleichsmessung entsprechen damit den Tendenzen der Literaturangaben.

Die insgesamt niedrigen Wirkungsgrade resultieren aus dem nichteinhalten der Standardbedingungen. Für aussagekräftige Vergleiche müsste man eine Zelltemperatur von 25 ± 0,5 °C einhalten und eine Bestrahlung von 1000 W/m² gewährleisten. Zudem wäre eine Anpassung des Sonnenlichtsimulators an das Spektrum des Sonnenlichts sinnvoll.

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Abschattung: Zur Messung des Verhaltens bei Abschirmung entschieden wir uns für das c-Si und mc-Si -Modul.

Die Diagramme zeigen die I(U) und P(U)-Kennlinien des polykristallinen Solarmoduls. Obwohl die Abschattung nur einen Bruchteil des Moduls einnahm werden die Kennlinien stark von ihr beeinflusst. Zu erkennen ist ein erstes stetiges Verhalten des Moduls, das dem Modul ohne Abschattung nahe kommt. Erst ab etwa der Hälfte des UMPP (U=7 V) bricht die Kurve stark ab und nähert sich mit einem fallendem Strom dem Punkt der Leerlaufspannung Der resultierende Verlauf zeigt sich entsprechend im P(U)-Diagramm. Bemerkenswert ist insgesamt das stetige Verhalten in der ersten Hälfte der Kurve.

-3 2 7 12 17

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

U / V

I / A

I-U-Kennlinien mit versch. Abschattungenmc -Si-Modul

ohne Abschattung

mit einfacher Absch.

mit zweifacher Absch.

-5 0 5 10 15 20

-5

0

5

10

15

20

U / V

P /

W

P(U) mit versch. Abschattungen mc-Si

ohneAbschattung

mit erster Absch.

mit zweiter Absch.

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Die vorliegenden Kennlinien zeigen das I(U) und P(U) –Verhalten des abgeschatteten c-Si-Moduls. Anders als das Modul mit Schutzdiode zeigen die Diagramme einen über den gesamten Messbereich einen überaus starken Einfluss der Abschattung. Da keine Schutzdiode die abgeschatteten Bereiche überbrückt erleidet dieses Modul bei nur wenig Abschattung bereits enorme Verluste. Das Modul liefert insgesamt kaum noch den erforderlichen Strom, wodurch die elektrische Leistung ebenfalls nicht erbracht werden kann.

-1 4 9 14 19

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

U / V

I / A

I-U-Kennlinien mit versch. Abschattungenc -Si-Modul

ohne Abschattung

mit einfacher Absch.

mit zweifacher Absch.

-5 0 5 10 15 20

-5

0

5

10

15

20

U / V

P /

W

P(U) mit versch. Abschattungen c-Si

ohne Abschattung

mit erster Absch.

mit zweiter Absch.

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Die maximalen Leistungen unter den verschiedenen Bedingungen ergaben: Abschattung ohne einfache zweifache Pmax (mc-Si)/W 17,37827 8,10873 7,97 Pmax (c-Si)/W 16,416876 1,4351 0,636844

Diskussion: Die Kennlinien verdeutlichen sehr gut, wie groß zum einen die Auswirkungen einer Abschattung eines PV-Modules sein können und zudem welchen Vorteil Schutzdioden bieten. Besonders in den Werten der maximalen Leistung spiegelt sich dies wieder. Wenn auch nur ein Teil eines Moduls abgeschattet wird, verringert sich die maximale Leistung merklich, jedoch erlaubt die Schutzdiode einen bestehenden Betrieb. Das Modul ohne Schutzdiode wird dagegen durch geringste Abschattung fast unbrauchbar.

Verschaltung:

Für diesen Teilversuch entschieden wir uns erneut für die Module c-Si und mc-Si

-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

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U / V

I / A

I-U-Kennlinien der versch. Verschaltungenc-Si

mc-Si

Parallelschaltung

Reihenschaltung

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Die Kennlinien veranschaulichen die Verschaltung zweier Solarmodule. Die Reihenschaltung sorgt in erster Linie für eine summierte Gesamtspannung. Wobei der Strom zunächst auf dem maximalen Wert des c-Si Moduls liegt und ab einem Punkt auf einen kleinen Wert sinkt. Diese Stelle ist als Stufe sehr auffällig in dem Diagramm. Die Parallelschaltung sorgt hingegen zur Summierung der Ströme zu einem qualitativ verdoppelten Gesamtstrom.

Die Messdaten führten zu folgenden Ergebnissen:

Verschalt. c-si(allein) mc-si(allein) parallel reihe Pmax / W 19,71 17,89 31,60 33,85

Uoc / V 18,24 18,74 16,88 35,02 Isc / A 1,522 1,327 2,934 1,574

Rpmax /Ω 10,32 12,76 5,08 23,39 η / % 11,2 7,6 7,7 8,2

Diskussion: Die maximale Leistung ergibt sich bei beiden Verschaltungen ungefähr zu der Summe der Leistungen der einzelnen Module. Dies liegt vornehmlich an der Ähnlichkeit der Module, abgesehen von der Schutzdiode des mc-Si-Moduls. Ebenso verhalten sich die Module in der jeweiligen Verschaltung ungefähr entsprechend unserer Erwartung, sodass sich die Leerlaufspannungen in der Reihenschaltung addieren und sich die Kurzschlussströme in der Parallelschaltung addieren. Das schwächste Modul in einer Verschaltung bestimmt die Gesamtleistung. Dabei reduziert sich die maximale Spannung in der Parallelanordnung für gewöhnlich auf den kleineren Wert der beiden Module. Gleiches würde für den maximalen Strom in der Reihenschaltung gelten, wenn man Module ohne Schutzdiode verwendete.

-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45-5

0

5

10

15

20

25

30

35

U / V

P /

WP(U) mit versch. Verschaltungen

c-Si

mc-Si

Parallelschaltung

Reihenschaltung

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Die Messergebnisse stimmen hier deshalb nicht mit den Erwartungen überein. Dies liegt an der integrierten Schutzdiode im mc-Si-Modul. Genau wie bei der Abschattung zeigt die Schutzdiode hier ihren Effekt. Ist der Gesamtstrom größer als der Strom, den das Modul liefern kann schleust die Diode entsprechend die höheren Ströme dennoch durch. Der höhere Strom zeigt sich allerdings nur solange die stärkere Zelle die entsprechende Leistung liefern kann. Sobald beide Module zur Lieferung der elektrischen Leistung beitragen, sinkt der Strom um einen kleinen Betrag auf den Strom des schwächeren Moduls. Dies ist aus dem Diagramm als Stufe bei etwa U = 11V zu erkennen. Die Berechnung erfolgte unter Verwendung dieser Formeln: FF = Pmax / (Ics*Uos) = (Umpp*Impp) / (Ics*Uos) η = φ / Pmax = (E*A) / (Umpp*Impp) RPmax = Umpp / Impp Ics : Kurzschlussstrom Uoc : Leerlaufspannung FF: Füllfaktor η : Wirkungsgrad A : Modulfläche E : Bestrahlungsstärke

Fehlerbetrachtung

Für die Messung des Strom-Spannungsverhaltens eines PV-Moduls kann man von geringsten Abweichungen ausgehen. Die Aufnahme erfolgte über eine Computer-Schnittstelle, die Fehler möglichst gering hält. Zudem kann in keiner I-U-Kennlinie eine Streuung der Werte beobachtet werden, was auf eine geringe Standardabweichung hindeutet. Der Versuch als solches bleibt jedoch nicht unbeeinflusst durch Fehlerquellen, die sich mit dem Aufbau ergeben. Für höchst quantitative Ergebnisse sollte ein verbesserter Sonnenlichtsimulator verwendet werden. Es ist nicht sichergestellt, dass die Halogen-Baustrahler ein geeignetes Spektrum aussenden, das dem der Sonne gut nachempfunden ist. Außerdem wurde nicht unter den Standardprüfbedingungen (STC) gemessen, was zu Abweichungen der Wirkungsgrade führt. Letztlich kann noch festgestellt werden, dass die Photovoltaikmodule ebenfalls durch peripheres Sonnenlicht, das durch die Fenster schien, bestrahlt wurden.

Betrachtet man jedoch die Gesamtheit der Messergebnisse so ließ sich das Verhalten der Solarmodule unter verschiedenen Gesichtspunkten gut untersuchen und quantifizieren.

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Etwa welchen Wellenlängen- bzw. Frequenzbereich umfasst sichtbares Licht? Sichtbares Licht hat Wellenlängen um 500nm herum. Genauer 380-780nm. c = λ * ν ν = c / λ c = 3 * 10^8 m/s λ = 5*10^7 m ν = 6*10^14 1/s Etwa welchen Energiebereich umfassen die Photonen sichtbaren Lichtes? E = h* ν E = 4*10^(-19) J = 2,5 eV Wie unterscheiden sich die I-U-Kennlinien eines PV-Moduls ohne und mit Bypaßdiode(n) qualitativ voneinander (ohne Abschattung)? Die Schutzdiode dient dem Zweck eine abgeschattete PV-Zelle zu überbrücken damit das Modul nicht vollständig ermattet. Dies führt letztendlich zu einer Beeinflussung der I-U-Kennlinie des Moduls. Im Quadranten des negativen Spannungsbereichs findet sich im Gegensatz zu einer Kennlinie ohne Schutzdiode ein weiterer Anstieg. Dieser ist durch den Durchbruch der Schutzdiode zu erklären. Ladungsträger fließen über die Schutzdiode und bauen sich nicht in Form einer Spannung an der Solarzelle auf. Das Modul ohne Diode zeigt dahingegen einen stetigen Verlauf