Quantenwirkungsgrad

Anteil nutzbarer Elektronen-Loch-Paare (Beitrag zum Photostrom), geteilt durch Anzahl aller auftreffender Photonen

Anzahl nutzbarer Elektronen-Loch-Paar (Beitrag zum Photostrom), geteilt durch die auftreffenden Photonen. Allerdings werden hier bei den auftreffenden Photonen die Transmissions- und Reflexionsverluste abgezogen.

Somit ist der interne Quantenwirkungsgrad immer höher als der externe

kurzwellige Strahlung (energieintensiv) wird früh im Emitter absobiert. Aufgrund der hohen Anzahl an freien Elektronen, rekombinieren die entstandenen Löcher jedoch schnell = kein Beitrag zum Photostrom

Im sichtbaren Licht dominieren die Reflexion und die geringe Diffusionslänge im Halbleiter die Verluste.

Im nahen Infrarotbereich wird der Quantenwirkungsgrad durch die Rekombination an der Rückseite, die geringe Absorption und die geringe Diffusionslänge definiert.

Kann gut für Tandem-Zellen berücksichtigt werden.

GaAs absorbiert bereits bei 300 nm gut. Germanium und c-Si wäre dann für höhere Wellenlängen gut geeignet.

Multiplikation von plankschem Wirkungsquantum und der Lichtgeschwindigkeit ergibt eine Konstante (1,24 mikrometer)

Oder Kurzschlussstrom geteilt durch die Fläche und geteilt durch das monochromatische Licht

Von kristallinem Silizium liegt die Grenzwellenänge ca. bei 1200 nm

Die spektrale Empfindlichkeit wird anhand Kurzschlussstroms einer Solarzellenprobe, ihrer aktiven Fläche und der eingestrahlten monochromatischen Energie berechnet.

Kurzschlussstrom wird mit einem Shunt-Widerstand gemessen und die Bestrahlungsstärke mit einer Monitorreferenzzelle.

Dient zur Messung des spektralen Transmissions- und spektralen Reflexionsgrad (notwenidg zur Bestimmung interner Quanteneffizienz)

Die Ulbricht-Kugel ist ein passives optisches Bauteil (Hohlkugel mit mehreren Öffnungen). Innenseite ist mit einer hochdiffus reflektierenden Schicht beschichtet. Der Detektor kann somit die homogene Lichtintensität in der Kugel messen.

Zuerst Messung der Reflexion. Erst wird eine normalweiße Platte bestrahlt. Der Detektor misst die Lichtintensität (100% Referenzwert).

Dann wird die Solarzelle eingespannt und wieder bestrahlt. Der Detektor misst wieder die Lichtintensität in der Ulbricht-Kugel.

Das Verhältnis gibt die spektrale Reflexion an.

Messung der Transmission auch möglich. Als Referenzwert dient die reine Luft (wie viel Licht transmittiert wenn nichts das Loch blockiert).

Als zweite Messung mit Solarzelle davor. Detektor misst wieder Lichtintensität.

Verhältnis gibt spektrale Transmission an

Durch die Verwendung von künstlichem Licht, kann nicht das exakte Sonnenspektrum realisiert werden.

Des Weiteren kommt es zu einer spektralen Fehlanpassung aufgrund von Unterschieden in der spektralen Empfindlichkeit der Monitorzelle und der Probenzelle

Korrekturfaktor aus dem Verhältnis der jeweiligen Kurzschlussströme (unter AM1,5 oder unter Solarsimulator)