A2 Die Leerlaufspannung

Durchführung:

Die Leerlaufspannung einer Solarzelle kann mit Digitalvoltmetern hohen Innenwiderstandes gemessen werden. Der Spannungsmesser wird direkt mit der Solarzelle verbunden (es darf kein nennenswerter Photostrom fließen). Die Werte werden mit den jeweiligen Bestrahlungsstärken in Tab. 2 eingetragen. Es ist darauf zu achten, daß insbesondere Meßwerte bei geringen Lichtverhältnissen registriert werden, weil in diesen Bereichen besonders deutliche Spannungsänderungen zu verzeichnen sind.

Mit einem PC-Meßwerterfassungs-programm können diese Werte auch über einen längeren Zeitraum automatisch erfaßt werden. Dazu wird die Zelle (Solarzelle 1) an den Spannungseingang des jeweiligen Meßinterfaces angeschlossen. Damit auch die Bestrahlungsstärke erfaßt werden kann, wird eine zweite Solarzelle, die im Kurzschlußbetrieb verwendet wird, an den Stromeingang angeschlossen. Nach V. A1 ist der Kurzschlußstrom ja eine proportionale Funktion der Bestrahlungsstärke. Es genügen nach der Meßwerterfassung einige wenige Kalibrierungen mit dem Solarmeter, um die jeweilige Bestrahlungsstärke ausrechnen zu können. Dann kann ebenfalls eine Tabelle und das dazugehörige Diagramm erstellt werden. Auf den Innenwiderstand der jeweiligen Meßwerteingänge ist zu achten.

Tab. 2

Ergebnis:

Die Kennlinie zeigt deutlich, daß die Leerlaufspannung nicht linear von der Bestrahlungsstärke abhängig ist, sondern bereits bei sehr schwachen Lichtverhältnissen auf eine Spannung von ca. 0,5 Volt ansteigt (ab ca. 10 mW/cm²) und max. auf ca. 550 mV ansteigen kann. Dies ist unabhängig von der Zellengröße. Die Leerlaufspannung ist von der Zellentemperatur abhängig. Die Leerlaufspannung sollte daher, wie auch der Kurzschlußstrom gleich zu Beginn der Messung ermittelt werden, weil sich die Zelle während der Bestrahlung ständig aufheizt.

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