Kennlinien, Temperaturkoeffizienten und Füllfaktor
1. Temperaturabhängigkeit und Verlustvermeidung
Der Wirkungsgrad einer Photodiode oder Solartechnologie ist stark von der Temperatur abhängig:
- Temperaturkoeffizient: ca. -0,5% pro Kelvin
- Passive Kühlung im Bereich von -10°C bis 20°C kann Verluste minimieren
Merksatz: Mit steigender Temperatur sinkt die Effizienz von Photodioden oder Solarpanels.
2. Begriffe und Kennlinien
U0: LeerlaufspannungIk: KurzschlussstromUmpp: Spannung am Maximum Power PointImpp: Strom am Maximum Power Point- Füllfaktor (
FF): Verhältnis der maximalen Leistung zur theoretisch möglichen Leistung
Die Kennlinien zeigen die Abhängigkeit des Stroms von der Spannung unter verschiedenen Bedingungen:
- Abhängigkeit von der Lichtstärke
- Temperaturabhängigkeit
3. Füllfaktor und Einflussfaktoren
Der Füllfaktor (FF) wird wie folgt berechnet:
FF = (Umpp · Impp) / (U0 · Ik)
Einflussfaktoren auf den Füllfaktor:
- Materialqualität der Photodiode oder des Solarpanels
- Temperatur
- Serien- und Parallelwiderstände innerhalb der Zelle
Merksatz: Ein höherer Füllfaktor bedeutet eine effizientere Energienutzung.
4. Allgemeine Zusammenhänge
Der Wirkungsgrad von Photodioden oder Solarpanels wird maßgeblich durch die Kombination von Spannung, Strom und Temperatur beeinflusst. Eine optimale Kühlung und hochwertige Materialien sind entscheidend für eine maximale Leistung.
5. Übungsaufgaben
Testen Sie Ihr Wissen:
- Wie beeinflusst die Temperatur die Leistung einer Photodiode?
- Berechnen Sie den Füllfaktor für eine Photodiode mit folgenden Werten:
Umpp = 0,5V,Impp = 3A,U0 = 0,6V,Ik = 5A.