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Investigations of the complex impedance of photovoltaic cells under illumination
Henry Ugochukwu Ebe
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Viktor Schlosser
DOI
10.25365/thesis.15677
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30353.31127.334065-1
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In dieser Arbeit wurde das Wechselstromverhalten eines beleuchteten Photovoltaikelements untersucht. Dazu wurde die Solarzelle bei verschiedenen Lichtintensitäten im elektrischen Durchlaÿbereich vermessen. Zur Bestimmung der interessierenden Wechselstromgrössen wurden Kleinsignalexperimente mit einer sinusförmigen Spannung ausgeführt. Die Impedanzspektren für jede Lichtintensität wurden aus den Messungen im Frequenzbereich zwischen 14.7Hz und 84kHz abgeleitet und mit den Ergebnissen für die unbeleuchtete Zelle verglichen. Für die untersuchte Solarzelle aus kristallinem Silizium konnte eine Veränderung der elektrischen
Parameter sowohl bei steigender Intensität des einfallenden Lichts als auch bei der Variation der Anregungsfrequenz beobachtet werden. Von den ermittelten Impedanzspektren bei jeder der konstant gehaltenen Zellspannungen wurde
die Diffusionskapazität, der dynamische Widerstand und die mittlere Lebensdauer der Ladungsträger berechnet. Weiters wurde die Dotierungskonzentration und die Diffusionsspannung aus dem Zusammenhang zwischen Kapazität und Spannung
bestimmt.
In Ergänzung wurden die Strom- Spannungskurven im Gleichstromfall für die unbeleuchtete und beleuchtete Zelle gemessen und daraus die Gleichstromparameter: Parallel- und Serienwiderstand, Sättigungsstrom, abgeleitet.
Abschliessend wurde die Tiefpass-charakteristik des lichtgenerierten Zellenstroms bei intensitätsmodulierter Beleuchtung untersucht.
Abstract
(Englisch)
This paper presents the study of the AC behavior of a photovoltaic device under low and high illumination operated at different DC forward bias voltages. A small signal sinusoidal wave experiment was used for the investigations. The impedance spectra for each illumination level were derived at excitation frequencies ranging from 14.7Hz up to 84kHz and compared with that derived in the dark. For the investigated crystalline silicon solar cell it was observed that the electrical parameters vary with the rise in intensity of illumination as well as with the frequency. From the impedance spectra for each DC forward bias, the cell diffusion capacitance, dynamic resistance and mean carrier life time were calculated. Similarly, other cell parameters (doping concentration and built in voltage) were determined from the capacitance-voltage relation found by the small signal admittance measurements.
Additionally, the DC current-voltage characteristic for both dark and illumination were derived from DC measurements from which other cell DC parameters ( shunt resistance, series resistance, saturation current etc) were deduced.
Finally, the low pass filter characteristic of the device was also investigated by determining the signal reponse (frequency response) of the photo-current caused by the intensity modulation of the incident light.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
photovoltaic cell cell parameters frequency dependence
Schlagwörter
(Deutsch)
Photovoltaische Solarzelle Solarzellenparameter Frequenzabhängigkeit
Autor*innen
Henry Ugochukwu Ebe
Haupttitel (Englisch)
Investigations of the complex impedance of photovoltaic cells under illumination
Paralleltitel (Deutsch)
Die Untersuchung der komplexen Impedanz der Photovoltaik-Zellen unter Beleuchtung
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
71 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Viktor Schlosser
Klassifikation
33 Physik > 33.61 Festkörperphysik
AC Nummer
AC08820040
Utheses ID
14065
Studienkennzahl
UA | 411 | | |