Der Kurzschlussstrom (Isc) ist eine entscheidende Kennzahl in der Photovoltaik, die den maximalen Stromfluss eines Solarmoduls oder einer Solarzelle unter Standardtestbedingungen (STC) angibt. Er entsteht, wenn die beiden elektrischen Anschlüsse des Moduls direkt miteinander verbunden werden, sodass ein nahezu null Ohm betragender Widerstand entsteht.

Wie entsteht Kurzschlussstrom?

Wenn Sonnenlicht auf eine Solarzelle trifft, werden Elektronen angeregt und fließen durch das Material. Unter Kurzschlussbedingungen wird diesen Elektronen ein direkter Weg geboten, ohne dass sie Arbeit verrichten müssen, um eine Spannung aufzubauen. Dadurch fließt ein maximaler Strom, der eben als Kurzschlussstrom bezeichnet wird.

Warum ist der Kurzschlussstrom wichtig?

• Leistungsbestimmung: Der Kurzschlussstrom ist eine der Größen, die zur Bestimmung der maximalen Leistung eines Solarmoduls benötigt wird. Zusammen mit der Leerlaufspannung (Uoc) und dem Arbeitspunkt (MPP) ergibt sich die Leistungskennlinie des Moduls.
• Modulcharakterisierung: Der Kurzschlussstrom ist ein wichtiger Parameter zur Charakterisierung von Solarmodulen. Er gibt Aufschluss über die Effizienz der Ladungsträgertrennung und -transport innerhalb des Moduls.
• Sicherheitsaspekt: Ein Kurzschluss kann in einer Photovoltaikanlage zu Schäden führen, wenn er nicht durch geeignete Schutzmaßnahmen begrenzt wird. Der Kurzschlussstrom ist daher eine wichtige Größe für die Dimensionierung von Sicherungen und anderen Schutzkomponenten.

Einflussfaktoren auf den Kurzschlussstrom:

• Sonneneinstrahlung: Die Stärke der Sonneneinstrahlung beeinflusst direkt den Kurzschlussstrom. Je intensiver die Einstrahlung, desto höher ist in der Regel der Kurzschlussstrom.
• Temperatur: Die Temperatur der Solarzelle hat ebenfalls Einfluss auf den Kurzschlussstrom. Bei steigender Temperatur nimmt der Kurzschlussstrom leicht zu.
• Zellenmaterial: Das verwendete Zellenmaterial (z.B. monokristallin, polykristallin, Dünnschicht) beeinflusst die Höhe des Kurzschlussstroms.
• Modulgröße: Die Größe des Solarmoduls ist proportional zum Kurzschlussstrom.

Messung des Kurzschlussstroms:

Der Kurzschlussstrom wird unter kontrollierten Bedingungen in einem Solarsimulator gemessen. Dabei wird das Solarmodul einer definierten Lichtintensität und einem definierten Spektrum ausgesetzt. Der Kurzschlussstrom wird dann mit einem geeigneten Messgerät, wie einem Strommessgerät, ermittelt.

Relevante Stichworte: Solarmodul, Solarzelle, Standardtestbedingungen (STC), Leerlaufspannung (Uoc), Sonneneinstrahlung