Bias der Photovoltaikzelle?

Wie wirkt sich die Vorspannung auf eine Photovoltaikzelle aus? Ich erhalte online widersprüchliche Meinungen, wobei einige sagen, dass der Photovoltaikmodus nur mit Vorwärtsvorspannung eingegeben wird, einige sagen, dass sie in Sperrrichtung vorgespannt sind, und andere sagen, dass keine Vorspannung vorhanden ist. Gibt es außerdem eine Durchbruchspannung für Photovoltaikzellen? Die Shockley-Gleichung, wie ich sie verstehe ( ICH = ICH 0 ( e ( e v / k B T ) – 1 ) – ICH P ) kann physikalisch nicht gegen unendlich gehen, da es sich um eine Exponentialgleichung handelt.

Danke!

Interessante Frage. Ich weiß die Antwort nicht. Aber mir fällt ein, dass die Leute vielleicht bessere Antworten schreiben, wenn Sie ein paar Informationen darüber hinzufügen können, warum Sie es wissen möchten. Ich meine, vielleicht sind Sie einfach nur neugierig oder haben eine bestimmte Anwendung im Sinn.
Ich versuche nur, die Theorie zu verstehen, ohne Anwendungen im Sinn zu haben, falls das hilft.

Antworten (1)

Wenn Sie sich fragen, ob Licht nur unter bestimmten Vorspannungen der Fotodiode in Fotostrom umgewandelt wird, lautet die Antwort, dass die photovoltaische Wirkung (größtenteils) unabhängig von der PD-Vorspannung ist. Beachten Sie, dass der Fotostrom Ip in Ihrer Gleichung unabhängig von der Diodenspannung V ist.

In Kommunikationsschaltungen werden Fotodioden mit negativer Vorspannung oder Nullvorspannung betrieben. PDs werden nicht mit Vorwärtsvorspannung betrieben, da dies die Vorrichtung sättigt (was den Zweck einer Fotodiode etwas zunichte macht) sowie die Sperrschichtkapazität erhöht (unerwünscht in optischen Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsschaltungen). Einige Quellen klassifizieren den "photovoltaischen" Modus als den Modus mit negativer Vorspannung und den "photoleitenden" Modus als den Modus ohne Vorspannung.

Ja, PDs haben wie jede Diode eine Rückwärtsdurchbruchspannung. Bei Hochgeschwindigkeits-PDs, die in der optischen Kommunikation verwendet werden, kann dieser Rückwärtsdurchbruch ziemlich niedrig sein, etwa 4–5 V. Bei PDs, die bei der Stromerzeugung verwendet werden, sind die Rückwärtsdurchbruchspannungen viel höher.

Typische PIN-Dioden-Eigenschaften:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Einige Fotodioden haben eine viel höhere Sperrspannung (bis zu 200 V) und werden sehr nahe an ihrem Avalanche-Punkt verwendet . Dies verleiht diesen Dioden eine viel höhere effektive optische Verstärkung (100–100*) als eine Niederspannungs-PD.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Danke für deine ausführliche Antwort! Nur zur Verdeutlichung: Wenn ich ein gewöhnliches Solarpanel habe, das ich nur zur Stromerzeugung verwende, spielt die von mir angelegte Vorspannung keine Rolle, solange sie nicht in der Nähe der positiven oder negativen Durchbruchspannungen liegt, oder?
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