Solarzellen temperaturabhängig

[MarDoe]

Hey Leute.
Im Rahmen meiner Facharbeit führe ich verschiedene Experimente zum Thema Photovoltaik/Solar durch.
Mir ist nun aufgefallen, das Solarzellen/module bei höherer Temperatur weniger Leistung erzielen als bei niedriger. Ich habe da schon gegoogelt warum das so ist, aber keine einfach brauchbare erklärung gefunden, sonder immer nur die Tatsache, das es so ist.

Also kurz:
Warum ist der Wirkungsgrad einer Solarzelle bei höherer Temperatur schlechter?

Danke schonmal für Antworten, falls das hier wer weiß^^

lg MarDoe

 

[Stonebyte]

Und was gibst du dann als Quelle an? Würde da persönlich vorsichtig sein mit "Fakten" aus nem Forum!

 

[ich-halt]

Soweit ich weis ist das darum so, weil elektrische wiederstand von Halbleitern mit zunehmender temperatur geringer wird. Das ist auch der gleiche grund, warum Prozessoren und grafikkarten bei höheren temperaturen mehr strom verbrauchen.

 

[Archon2k5]

Hier stand ein überflüssiges Zitat.​

Ist es nicht genau anders herum?
Also höhrere Temperatur -> mehr Widerstand?

 

[user321]

Der Widerstand wird höher bei höherer Temperatur, und daher verbrauchen die dann mehr Energie weil die Spannung steigen muss um den Strom durch zu bekommen.

 

[ich-halt]

@Archon2k5 und user321: Bei metallen ist das so, aber bei halbleitern ist das andersrum mehr temperatur=geringerer Wiederstand

 

[.Xam]

Nur mal so:

Bei elektrischen Leitungen ist es so:
Mehr Wärme -> höherer Widerstand -> weniger Strom (da die Leistung über die Leitung verpulvert wird)

Bei Halbleitern:
Mehr Wärme -> geringerer Widerstand -> es fließt mehr Strom -> mehr Wärme -> es fließt mehr Strom... bis zum tot.

 

[Stonebyte]

Je höher die Temperatur desto niedriger delta E zwischen n und p >>> weniger Leistung!

Edit: Hier nochmal genauer! http://www.sfv.de/lokal/mails/wvf/wenn_es_.htm

Pass auf, nicht dass man dir nach ein paar Jahren das Abitur aberkennt, weil du die Fußnoten vergessen hast

 

[Pawel23]

Tja, da googelt man mal schnell nach "Solarzellen temperaturabhängig" und findet als erstes:
http://www.physik.uni-regensburg.de/didaktik/gem_Mat/ELehre/Phys_Grundl_Photovolt.pdf

Da gibt es auch eine Erklärung:

• Durch die höhere Temperatur bewegen sich die Ladungsträger schneller
• Das durch die Dotierung eingebaute elektrische Feld kann deshalb weniger Ladungsträger „einfangen“
• Dieser Effekt überwiegt den der höheren Leitfähigkeit!

 

[PaulPanzer87]

Hab das hier gefunden...der 5. POST ist sehr interresant:
http://www.photovoltaikforum.com/pv-module-f2/temperaturkoeffizient-von-modulen-t3998.html

Der Kurzschlussstrom (oben links bei U = 0 V) bleibt nahezu unverändert bei allen Temperaturen. Hingegen nimmt die Leerlaufspannung (unten rechts bei I = 0 A) bei zunehmender Temperatur ab. Auch die MPPs liegen praktisch beim gleichen Strom, aber die Modulspannung nimmt mit zunehmender Temperatur ab.

Warme Solarzellen haben also eine geringere Spannung bei gleichem Strom und können daher nicht soviel Leistung abgeben.


Im Speziellen Forumbist du sicher auch besser aufgehoben...aber pass auf mit deiner arbeit..siehe Herr zu Guttenberg

 

[Marius]

Und weil das so ist, gibt mittlerweile PV Panele als Mix mit thermischen Panelen(Warmwasser).
So kann die Temperatur bei max. 120 Grad gehalten werden und die PV-Leistung steigt dadurch.
Ohne Kühlung gehen die Panele auf 200+ und haben dadurch dramatischen Leistungseinbruch.

 

[elTiburon]

Das habe ich auf die schnelle gefunden:


http://www.solarpower2day.net/solar-cells/efficiency/

"Temperature

Contrary to popular belief, the efficiency of a solar cell decreases with increasing temperature. The reason for this, is that a higher temperature increases the conductivity of the semiconductor. This balances out the charge within the material, reducing the magnitude of the electric field at the junction. This in turn inhibits charge separation, which lowers the voltage across the cell. It should be noted that a higher temperature increases the mobility of electrons, which causes the flow of current to increase slightly. This increase is however minor and insignificant compared to the decrease in voltage."

 

[die.foenfrisur]

ich werfe dann mal das hier ins gespräch, auch wenn es etwas OT ist.

aber mit diesem system werden auch die zellen gekühlt, da solarthermie integriert ist.

http://www.panotron.ch/de/index.php

wie stark sich dieser effekt auswirkt, kann ich nicht sagen.
aber ich war vor ca. 1 jahr bei denen in der schweiz und hab mir das musterhaus etc. alles angesehen.
sehr teuer und aufwendig das ganze.

mfg

 

[staubtuch]

Bsp. Solarzelle Q-Cells

Leistung: -0,43 %/K
Strom: +2,3 mA/K
Spannung: -2,2 mV/K

Strom nimmt zu da Halbleiter
wurde schon beschrieben weiter oben, is ziemlich kompliziert ^^^ich versuchs mal: Die ankommenden Photonen haben eine gewisse Energie je nach Frequenz, daher ist Sichtbares Licht und ein Teil des UV am Besten zum verwerten weil 1 Elektron oder mehrere gelöst werden können, wenn die Solarzelle aber nun wärmer ist, sind die Elektronen auf nem höheren Energieniveau und benötigen nicht mehr soviel Lichtenergie um ihren Platz zu verlassen, es kommt aber noch gleich viel Licht daher, daher steigt dann der Strom weil mehr Elektronen vorhanden sind

Spannung: wenn der Bandabstand (zwischen n und p, siehe Lochpaar) durch die höhere Temperatur kleiner wird, (d.h. die Elektronen auf dem höheren Energieniveau (wegen der Wärme) geben weniger Energie ab wenn sie zu p wandern)wird die Energie pro Ladungsträger geringer und damit die Spannung der Solarzelle.

 

[MarDoe]

Danke Leute.

* Durch die höhere Temperatur bewegen sich die Ladungsträger schneller
* Das durch die Dotierung eingebaute elektrische Feld kann deshalb weniger Ladungsträger „einfangen“
* Dieser Effekt überwiegt den der höheren Leitfähigkeit!

hatt ich auch schon, wurde mir aber nicht klar wie das gemeint ist.

aber http://www.sfv.de/lokal/mails/wvf/wenn_es_.htm hat mir super weitergeholfen.

Und nein, die Quellenangabe vergesse ich nicht, heiß ja nicht Gutenberg ;P

Lg MarDoe