Ich weiß, dass Photovoltaikmodule bei niedrigeren Temperaturen effizienter sind: Mit steigender Temperatur sinkt die Ausgangsspannung. Ich suche nach einer Erklärung für den Mechanismus hinter diesem Effekt. Was passiert in Bezug auf die Übergänge der Elektronenenergieniveaus, die Bandlücke usw.?
Aus Sze (Kapitel 14 in der zweiten Auflage): „Mit zunehmender Temperatur werden die Diffusionslängen in Si und GaAs größer, weil die Diffusionskonstante gleich bleibt oder mit der Temperatur zunimmt und die Minoritätslebensdauer mit der Temperatur zunimmt Die Diffusionslänge der Minoritätsträger verursacht eine Zunahme von J_L. Voc wird jedoch aufgrund der exponentiellen Abhängigkeit des Sättigungsstroms von der Temperatur schnell abnehmen. Die Zunahme der „Weichheit" (Rundheit) im Knie der IV-Kurve mit zunehmender Temperatur wird dies tun verschlechtern auch den Füllfaktor. Daher führt der Gesamteffekt zu einer Verringerung des Wirkungsgrads bei steigender Temperatur.“ Weitere Details können in Sze (oder anderen Büchern über Halbleiterbauelementephysik) gefunden werden.
Ich sehe, Sie haben bereits eine Antwort auf der Ebene der Gerätephysik, also ist hier die Antwort aus der Sicht der Elektronik.
Der Vorwärtsabfall eines Halbleiterübergangs (was eine Solarzelle ist) ist umgekehrt proportional zur Temperatur. Tatsächlich gibt es integrierte Temperatursensoren, die auf diesem Prinzip aufgebaut sind. Der Strom durch eine Solarzelle ist proportional zur Einstrahlung. Derselbe Strom wird bei einer höheren Spannung bei einer niedrigeren Temperatur erzeugt, wodurch mehr Leistung erzielt wird.
Und eine dritte Betrachtungsweise: Bei höheren Temperaturen werden mehr Leitungsbandzustände besetzt. Dies erhöht die Rekombination / erhöht den Dunkelstrom.
Auberon Vacher