EL-Messung an PV-Anlagen: Elektrolumineszenzprüfung erklärt
Die EL-Messung macht Zelldefekte in PV-Modulen unsichtbar sichtbar – eine unverzichtbare Methode für professionelle Anlagenprüfungen.
Von Redaktion Pvcheckpro · Redaktion · veröffentlicht am 3. Oktober 2025
Was ist die Elektrolumineszenzmessung?
Die Elektrolumineszenzmessung (EL-Messung) ist eine zerstörungsfreie Prüfmethode, die unsichtbare Zelldefekte in Photovoltaikmodulen sichtbar macht. Dabei wird ein Gleichstrom durch das Modul geleitet, sodass die Solarzellen selbst Licht im Nahinfrarotbereich emittieren. Eine hochempfindliche Infrarotkamera zeichnet dieses Licht auf. Defekte Bereiche – etwa Mikrorisse, inaktive Zellbereiche oder umgangene Bypassdioden – erscheinen auf dem Bild als dunkle Felder, da sie keine oder weniger Lumineszenzstrahlung abgeben.
Physikalisches Prinzip der EL-Messung
Solarzellen sind p-n-Übergänge. Wird ein Strom in Durchlassrichtung angelegt, rekombinieren Elektronen und Löcher unter Aussendung von Photonen im Wellenlängenbereich von etwa 900–1100 nm. Intakte Zellen leuchten gleichmäßig hell. Bereiche mit erhöhtem Serienwiderstand, Rissen oder Kontaktierungsfehlern leuchten schwächer oder gar nicht. Die Kameraaufnahme liefert damit ein direktes, ortsaufgelöstes Bild des elektrischen Zustands jeder einzelnen Zelle.
Messaufbau und Durchführung
Für eine EL-Messung sind folgende Komponenten notwendig:
- Gleichstromquelle (mindestens Isc-Niveau des Moduls)
- Hochempfindliche InGaAs- oder Si-CCD-Kamera mit Infrarotfilter
- Lichtdichte Abdunkelung (wichtig: Tageslichteinfall verfälscht das Bild)
- Laptop mit Auswertungssoftware
Die Messung muss zwingend in Dunkelheit oder bei stark bewölktem Himmel mit Abdeckung durchgeführt werden. Für Dachanlagen empfiehlt sich eine mobile Abdeckung oder Nachtmessung. Jedes Modul wird einzeln mit Nennstrom gespeist und für typischerweise 1–5 Sekunden belichtet.
Auswertung der EL-Bilder
Bei der Auswertung werden folgende Befundmuster unterschieden:
- Mikrorisse (Finger-Muster): Feine dunkle Linien, die Zellbereiche abtrennen
- Inaktive Zellbereiche: Großflächige dunkle Felder durch mechanische Brüche
- Busbar-Unterbrechungen: Streifenförmige Ausfälle entlang der Stromschienen
- Bypassdioden-Aktivierung: Komplette Zellreihen erscheinen dunkel
- Schlechte Kontaktierung: Ungleichmäßige Helligkeit innerhalb einer Zelle
Quantitative Bewertung
Eine rein qualitative Bildauswertung reicht für professionelle Inspektionsberichte nicht aus. Die Praxis hat sich auf folgende Bewertungsparameter geeinigt:
- Prozentsatz inaktiver Zellfläche je Modul
- Anzahl und Kategorie der Risse (Typ A–D nach IEC-TS 62446-3)
- Erwarteter Leistungsverlust basierend auf inaktiver Fläche
Module mit mehr als 5 % inaktiver Zellfläche zeigen typischerweise messbare Leistungsverluste von 2–8 %. Bei über 20 % inaktiver Fläche ist ein Modultausch wirtschaftlich zu prüfen.
Kombination mit IV-Kurven-Messung
Die EL-Messung liefert das beste Ergebnis in Kombination mit einer IV-Kennlinienmessung. Während die EL-Messung die räumliche Verteilung von Defekten zeigt, quantifiziert die IV-Kurve den tatsächlichen Leistungsverlust. Beide Methoden gemeinsam ermöglichen eine fundierte Entscheidung über Reparatur oder Austausch.
Einsatzbereiche und Grenzen
Die EL-Messung eignet sich hervorragend für:
- Abnahmeprüfung bei Neuanlagen (Stichprobe oder Vollprüfung)
- Ursachenanalyse bei Ertragsabweichungen
- Prüfung nach Hagelschaden oder Sturmereignissen
- Due-Diligence-Prüfung vor Anlagenkauf
Grenzen der Methode: Schäden außerhalb der aktiven Zellfläche (z. B. Rahmenschäden, Kabeldefekte) sind nicht erkennbar. Zudem erfordert die Abdunkelung bei Freiflächenanlagen erheblichen logistischen Aufwand.
Fazit
Die EL-Messung ist eine der leistungsfähigsten Prüfmethoden für Solarzellen und liefert Informationen, die mit keiner anderen Messmethode so detailliert gewonnen werden können. Sie sollte fester Bestandteil jeder professionellen PV-Inspektion sein – insbesondere bei Leistungsabweichungen oder nach mechanischen Einwirkungen auf die Anlage.