Kennlinien von Solarzellen

Fachhochschule Gelsenkirchen Physikpraktikum
FB 1 / 2 / 3 Versuch Nr. 2 a/b Versuchsanleitung
2. Messung von Kurzschlussstrom und Leerlaufspannung bei unterschiedlicher
Bestrahlungsstärke
Auf der optischen Bank wird das Lichtmessgerät durch ein Solarmodul ersetzt. Mit einem
Umschalter werden ein Strom- und ein Spannungsmessgerät an das Solarmodul
angeschlossen, sodass beide Messreihen nebeneinander durchgeführt werden können.
Die Messungen sollen bei EE = 2 . (60, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500 und 600 ) W/m 2
aufgenommen werden. Zur Verhinderung einer Erwärmung des Solarmoduls wird ein Gebläse
zur Kühlung eingesetzt und die Lichtquelle nur wie unter 1.) bei der Messung eingeschaltet.
3.Messung von Kurzschlussstrom und Leerlaufspannung bei unterschiedlicher
Temperatur
Bei einem geringen Abstand (ca. 40 cm) zur Lichtquelle sollen im Aufbau wie unter 2.)
Strom- und Spannungsmessungen am Solarmodul durchgeführt werden, ohne jedoch das
Kühlgebläse einzuschalten oder die Lichtquelle zwischen den einzelnen Messungen
auszuschalten.
Die Temperatur der Solarzelle kann mit einem Thermoelement auf der Vorderseite gemessen
werden. Von Raumtemperatur ausgehend soll die Temperaturerhöhung beobachtet(in 5-Grad-
Schritten, bis max. 60 0 C) und die Strom- und Spannungsänderung gemessen werden.
C. Auswertung zu Teil a)
1.
Um eine korrekte Bestrahlungsstärke der Lichtquelle zu erhalten, muss die gemessene
Bestrahlungsstärke EE0 bei Raumbeleuchtung von den Messwerten der verschiedenen
Abstände subtrahiert werden.
Grundsätzlich ist die Bestrahlungsstärke einer Fläche abhängig von der Strahlstärke IE der
Lichtquelle und dem Abstand s der Messfläche.
I E
EE
, d.h. lg EE = lg IE - 2 lg s . lg IE = konst.
2
s
In einem Diagramm sollen die Werte die Bestrahlungsstärke EE in Abhängigkeit vom
Abstand s in doppeltlogarithmischem Maßstab aufgetragen werden. Durch die Steigung der
Ausgleichsgeraden erhält man ein Maß für die Genauigkeit der Messungen, indem man das
Steigungs-Ergebnis zum Idealwert ins Verhältnis setzt. Aus dem Diagramm lässt sich für jede
Entfernung die dazugehörige Bestrahlungsstärke ablesen.
2.
Der ermittelte Kurzschlussstrom IK und die Leerlaufspannung U0 sollen in Abhängigkeit von
den vorgegebenen Bestrahlungsstärken in einem Diagramm dargestellt und diskutiert werden.
3.
Die bei steigender Temperatur gemessenen Werte für Kurzschlussstrom und
Leerlaufspannung sollen in einem Diagramm dargestellt werden. Die erhaltenen Kurven sind
mit der Theorie zu vergleichen und Abweichungen zu diskutieren.
Fachhochschule Gelsenkirchen Physiklabor Seite 4/5
Versuchsanleitung_02ab.doc Schmiler 17.10.01