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Abbildung 6.5: Differenz zwischen den gemessenen
und den mittels des Kramers-
Kronig Test bestimmten Real- und Imaginärteil
der Impedanz in Abhängigkeit der
Frequenz für die Zelle mit CBD-CdS Puffer
bei 30 °C und 0 V. Bei einer systematischen
Abweichung oder einer Abweichung größer
1 % wären die Messwerte nicht im Gleichgewicht
bestimmt worden. Ein Ungleichgewicht
könnte zum Beispiel durch eine Temperaturänderung
induziert werden und so
das Messwerte verfälschen.
DifferenzlderlWertepaarel[%]
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
Realteil
Imaginärteil
10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7
Frequenzl[Hz]
Puffer 1.7 Ω und für die mit ZnO 0.4 S 0.6 Puffer 1.4 Ω. Der parallele Widerstand ist 5.6 kΩ für die
CdS-Zelle und 3.3 kΩ für die ZnO 0.4 S 0.6 -Zelle.
Abbildung 6.6 zeigt die verschiedenen Kenndaten, die direkt aus den Messwerten bestimmt werden
können, ohne ein Ersatzschaltbild als Interpretation zugrunde zu legen. Die Zeitkonstante τ
ist die Reziproke der Frequenz f, die aus dem Maximum in der Cole-Cole Auftragung bestimmt
wird (siehe Abbildung 3.6).
Aus der Frequenz f kann sowohl die Kreisfrequenz ω, als auch die Zeitkonstante τ durch den
Zusammenhang (3.16) berechnet werden. Bei Kenntnis von τ und R p ergibt sich die parallele
Kapazität C p aus selbiger Gleichung. R s , R p , τ und C p sind in Abbildung 6.6 dargestellt.
Der serielle Widerstand vergrößert sich mit angelegter Spannung in Rückwärtsrichtung für die
ZnO 0.4 S 0.6 -Zelle. Für die CdS-Zelle verringert sich der Widerstand zuerst, um dann nahezu konstant
zu bleiben. Bei höherer Temperatur steigt der serielle Widerstand bei beiden Pufferschichten
an. Der parallele Widerstand verringert sich mit angelegter negativer Spannung für beide
Zelltypen. Bei einer Erhöhung der Temperatur sinkt der parallele Widerstand.
Im Betrieb einer Solarzelle wird die Zelle durch Sonneneinstrahlung erhitzt wobei der Wirkungsgrad
der Zelle, durch die Erhöhung des Dunkelstroms, sinkt. Für einen guten Wirkungsgrad
sollte der serielle Widerstand möglichst klein und der parallele Widerstand möglichst groß
sein. Durch die erhöhte Temperatur verschlechtern sich die Kennwerte beider Widerstände, was,
zusätzlich zu der Erhöhung des Dunkelstroms, in einer Reduktion des Wirkungsgrads resultiert.
Die Zeitkonstante τ hat einen Wert von ungefähr 50 µs und verringert sich beim Anlegen von
negativer Spannung und Erhöhung der Temperatur. Die ermittelte Kapazität zeigt für die CdS-
Zelle einen nahezu konstanten Verlauf über der Spannung und beträgt 12 nF für die Messung
116 6 Impedanzmessungen