Lichtquelle für Sonnensimulation bei Solarzellen

Was bedeutet schon "gängig"?

Die meiste Leistung bekommst du raus, wenn die Energie des abgestrahlten Spektrums möglichst konzentriert auf der Frequenz emittiert wird, auf der die Solarzellen am "empfindlichsten" sind.

Ein EPROM-Löschgerät wäre also ganz gut geeignet. Ist das eine "gängige" Lichtquelle oder nicht?

Am 31.01.2012 19:46, schrieb Jens Fittig:

Laut

funktioniert eine Si-Zelle ab einer Wellenlänge von ca. 1100nm Ich vermute, dass das mehr an Energie, dass z.B. in 600nm Licht drin ist, einfach verpufft. Denn ein Lichtquant mit 1100nm Wellenlänge reicht bereits aus, um ein Elektron über den PN-Übergang zu hieven. Die zusätzliche Energie eines z.B. 600nm Quants kann aber kein weiteres Elektron mehr aktivieren, die zusätzliche Energie geht also verloren.

Hinzu kommt allerdings die Antireflexschicht der Zellen, die auf eine bestimmte Wellenlänge optimiert ist, meistens rot.

Siehe auch

und dort dann:

"Über die Schichtdicke der Antireflexschicht wird auch die Farbe bestimmt (Interferenzfarbe). Eine möglichst hohe Gleichmäßigkeit der Beschichtungsstärke ist dabei wichtig, da bereits Schwankungen um einige Nanometer in der Schichtstärke den Reflexionsgrad erhöhen. Blaue Reflexion ergibt sich aus der Einstellung der Antireflexschicht auf den roten Teil des Spektrums ? der bevorzugten Absorptionswellenlänge des Siliziums. Prinzipiell sind jedoch auch beispielsweise rote, gelbe oder grüne Solarzellen auf diese Weise für spezielle architektonische Anwendungen herstellbar, sie haben jedoch einen schlechteren Wirkungsgrad."

Also sollte rotes Licht der beste Kompromiss sein. Eine echte Neon-Röhre (rot-orange) wäre vielleicht was, wenn das für Dich noch gängig ist. Eine Natriumdampflampe dürfte auch nicht schlecht sein. Wenn das zu exotisch ist, bleiben rote LEDs oder einfach nur 2700k Energiesparlampen.

--
Michael

Heiko Nocon schrieb:

Glühlampe, Halogenlampe, ESL, Leuchtstoffröhre, u.s.w. Was man halt so z.B. im Baumarkt bekommt.

Das ist mir klar - deswegen frage ich ja hier!

Nicht gängig. Und nicht offen benutzbar.

Michael S schrieb:

Vielen Dank. Ich werde mal zuerst mit 2700k ESL probieren.

Jens Fittig schrieb:

Da die Zelle im NIR am empfindlichsten ist, scheint mir eine Lichtquelle mit Strahlungsmaximum dort am geeignetsten. Wenn der Wirkungsgrad der Gesamtanordnung keine Rolle spielt, ein Halogenspotlicht bis Baustrahler. Falls der Wirkungsgrad wichtig ist, würde ich ein Array von NIR-LED empfehlen, da die einen sehr hohen Wirkungsgrad im Vergleich zu "sichtbaren" haben.

--
mfg Rolf Bombach

Michael S schrieb:

einfach verpufft. Denn ein Lichtquant mit 1100nm Wellenlänge reicht bereits aus, um

z.B. 600nm Quants kann aber kein weiteres Elektron mehr aktivieren, die zusätzliche

...

gängig ist.

Wirkungsgrad ungewiss. Allerdings hat Neon sehr starke Linien im nahen IR, das könne es wieder rausreissen. Im Bereich 693 nm bis 885 nm sind ein paar ziemliche Brocken.

Guter Wirkungsgrad.

Energiesparlampen.

IR-LEDs haben einen noch besseren Wirkungsgrad.

Bei Warmweiss-ESL hilft wohl nur der Versuch um rauszufinden, ob das besser geht als andere ESL. Dein oben genannter Stokes- Shift wird eh verheizt, also die Energiedifferenz zwischen

254 nm Quecksilber und 900 nm Solarzelle. Der Zwischenschritt in der Leuchtschicht spielt keine grössere Rolle, IMHO.

--
mfg Rolf Bombach

aus

Auf was soll sich das beziehen? Auf die Lichtleistung? Dann d=C3=BCrften T/Sa-Laser bei 900 nm so=20 ziemlich das Optimum darstellen. Denn etwa bei dieser Wellel=C3=A4nge=20=

liegt das Maximum der Quanteneffizienz von Silizium-Photodioden.

Oder auf die in die Lichtquelle gesteckte Leistung? Dann wird man=20 mit Laserdioden bei 850 nm deutlich besser liegen.=20

------

--=20 Kai-Martin Knaak =C3=96ffentlicher PGP-Schl=C3=BCssel:

Am 31.01.2012 22:29, schrieb Rolf Bombach:

Die Antireflexschicht ist halt für rotes Licht optimiert. Ansonsten gebe ich Dir recht.

--
Michael

"Jens Fittig" schrieb im Newsbeitrag news:4f285304$ snipped-for-privacy@news.x-privat.org...

Hi, ne starke Aquarienlampe, HQL. Vom Spektrum nah an der Sonne, und problemlos betreibbar. Nur besser nicht oft schalten, gell? Lieber ne Pappe vorhalten :-)

--
 mfg,
gUnther

Rolf Bombach schrieb:

Hallo,

hab mich schon gewundert das niemand mit dem Baustrahler kommt. Der Gesamtwirkungsgrad ist allerdings dramatisch schlecht, vor über 20 Jahren musste ich das mal jemand als grobe Abschätzung vorrechnen um ihn von seiner Schnappsidee abzubringen so eine hochliegende Versorgungsspannung erzeugen zu wollen. Auch heute wird man da wohl nicht über 1 % kommen.

Bye

Jens Fittig :

Da die ESL in 3 bis 5 relativ schmalen Bändern abstrahlen, ist das ganz was anderes als Sonnenlicht mit fast ununterbrochenem gleichmässigem Spektrum. Du bekommst recht wenig Leistung aus der Solarzelle raus (bei sonst gleichem Luxwert - verglichen zu Glühstrahlern). Glühlicht kommt der Sonne am nächsten und es geht ja wohl um eine möglichst gute Sonnensimulation, oder?

M.

Heiko Nocon wrote on Tue, 12-01-31 20:06:

Nein. E_ein ist pro Elektron ein Lichtquant, E_aus ist q_e mal U_bandgap, also entsteht der beste Wirkungsgrad bei der maximalen noch wirksamen Wellenlänge, jede darüberliegende Energie heizt nur.

Uwe Hercksen wrote on Wed, 12-02-01 09:59:

Meise Wissens wird das trotzdem genau so gemacht, IIRC ein kleines Voltmeter auf einem absoluten Potential von mehreren hundert kV.

gUnther nanonüm schrieb:

Danke für den Tip. Werde ich weitergeben. Sollen die mal so was testen. (Bin nur Vermittler)

Matthias Weingart schrieb:

Ok

Ack! Kunden reklamieren oft die mangelhafte Ladung. Also müssen die Dinger ja irgendwie nach einer reproduzierbaren Art getstet werden können. Nach dem Motto "geht oder geht nicht" im Vergleich zum Referenzgerät.

Jens Fittig :

Man sieht das auch sehr schön an der Leerlaufspannung. Die Solarzelle in die Sonne gehalten ergibt eine höhere Leerlaufspannung als jede Art von Kunstlicht, das ich da mal drübergehalten habe. Selbst bündeln mit ner Lupe hilft da nicht. Die Lastkennlinie sieht unter Glühlicht auch anders aus, als unter Sonne. Vermutlich fehlt da wirklich ein wichtiger Anteil (UV?). In dem Thema steckt mehr, als es auf den ersten Blick scheint.

M.

Matthias Weingart schrieb:

Hallo,

das könnte aber auch daran liegen das Du mit dem Kunstlicht nie die

100000 Lux erreicht hast die volle Sonne bei wolkenlosem Himmel im Sommer bringt. Welche Beleuchtungsstärke hast Du denn mit Kunstlicht überhaupt erreicht?

Bye

An sich kann man Glühlicht schon verwenden. Die Kennlinie sieht von der Form her normalerweise gleich aus. Ich kann mich an Labormessungen erinnern, an denen wir mit einem Baustrahler kleine Solarmodule vermessen haben. Die Kurve sah ganz normal aus.

Bei normalen C-Si-Zellen sollte der UV-Anteil keine Rolle spielen. Wie schon richtig erwähnt verpufft der zusätzliche Energiegehalt unterhalb von 1100nm einfach. Anstatt der Leerlaufspannung ist aber grundsätzlich der Kurzschlussstrom aussagekräftiger. Er ist näherungsweise direkt proportional zur Bestrahlungsstärke. Bei der Leerlaufspannung verläuft die Abhängigkeit logarithmisch.

Kommerzielle Puls-Sonnensimulatoren (Flasher) verwenden Xenon-Blitzlampen als Strahlungsquelle, die mit einem speziellen Filter auf Sonnenspektrum AM1,5 gebracht werden. Wie es bei Simulatoren für Dauerlicht aussieht, weiß ich allerdings nicht.

Gruß Thomas

was, wenn das f=EF=BF=BDr=20

Nun ja. Eine Natriumdamplampe emittiert recht exklusiv auf zwei Linien=20=

bei 590nm. Da ist die Quanteneffizienz von Silizium-Photodioden auf etw= a=20 die H=C3=A4lfte vom Maximum abgefallen.

Schon besser. Aber noch ein St=C3=BCck weg vom Optimum, das im nahen In= frarot bei etwa 900 nm liegt.

Durch die Blauanteile wird deren Licht noch weniger effizient in Strom umgesetzt, als das der Natriumdampflampe.

Die Zahl der B=C3=A4nder ist weniger entscheidend als ihre Wellenl=C3=A4= nge.

gem Spektrum. Du=20

chem=20

mt der Sonne am n=EF=BF=BDchsten=20

oder?

Oder um maximale Effizienz. Wolfgang war da in seinem OP ist nicht ganz=

eindeutig.

------ =20

--=20 Kai-Martin Knaak tel: +49-511-762-2895=

Universit=C3=A4t Hannover, Inst. f=C3=BCr Quantenoptik fax: +49-51=

1-762-2211=09 Welfengarten 1, 30167 Hannover

GPG key:

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