Lichtquelle für Sonnensimulation bei Solarzellen

Tue Jan 31, 2012 7:46 pm   

Hallo,

mit welcher gängigen Lichtquelle, ausser der Sonne, bekomme ich aus
einer üblichen Solarzelle, wie z.B. aus Gartensolarleuchten, die
meiste Leistung raus?

LG
Jens

Tue Jan 31, 2012 8:06 pm   

Jens Fittig wrote:


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?

Tue Jan 31, 2012 8:19 pm   

Am 31.01.2012 19:46, schrieb Jens Fittig:

Laut
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Solarzelle_SiSpektrum.svg&filetimestamp=20090710095018
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
http://de.wikipedia.org/wiki/Solarzelle
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

Tue Jan 31, 2012 9:45 pm   

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.

Tue Jan 31, 2012 9:48 pm   

Michael S schrieb:

<viel>


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

Tue Jan 31, 2012 9:58 pm   

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

Tue Jan 31, 2012 10:29 pm   

Michael S schrieb:


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.


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

Wed Feb 01, 2012 3:27 am   

Jens Fittig wrote:


Auf die Lichtleistung? Dann dürften T/Sa-Laser bei 900 nm so
ziemlich das Optimum darstellen. Denn etwa bei dieser Wellelänge
liegt das Maximum der Quanteneffizienz von Silizium-Photodioden.

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

---<)kaimartin(>---
--
Kai-Martin Knaak
Öffentlicher PGP-Schlüssel:
http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?op=get&search=0x6C0B9F53

Wed Feb 01, 2012 7:26 am   

Am 31.01.2012 22:29, schrieb Rolf Bombach:


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

--
Michael

Wed Feb 01, 2012 8:31 am   

"Jens Fittig" <invalid_at_invalid.invalid> schrieb im Newsbeitrag
news:4f285304$1_at_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

Wed Feb 01, 2012 9:59 am   

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

Wed Feb 01, 2012 10:16 am   

Jens Fittig <invalid_at_invalid.invalid>:


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.

Wed Feb 01, 2012 2:58 pm   

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.

Wed Feb 01, 2012 3:07 pm   

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.

Wed Feb 01, 2012 3:59 pm   

gUnther nanonüm schrieb:


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