Elektrische Modellierung und Vermessung von farbstoffsensibilisierten Solarzellen , Ein analytisches Modell zur Berechnung der stationären Kennlinien und Impedanzen

Es wird ein analytisches Modell der farbstoffsensibilisierten Solarzelle <br>(FSZ) entwickelt, welches erlaubt, aus den physikalischen Parametern der <br>FSZ (Zelldicke, Diffusionskonstanten und mittlere Lebensdauern der <br>Ladungsträger, Elektrolyt-Konzentration, etc. ...) sowohl das <br>stationäre, elektrische Verhalten der Solarzelle (Kennlinie, spektrale <br>Empfindlichkeit, Wirkungsgrad) als auch ihr elektrisches Verhalten bei <br>einer dem stationären Zustand zusätzlich überlagerten, kleinen, <br>periodischen Störung zu bestimmen (Impedanzspektroskopie, <br>intensitätsmodulierte Photostrom- bzw. Photospannungs-Spektroskopie an <br>FSZ). <br> <br>Experimentell validiert wird im Rahmen dieser Arbeit die Beschreibung <br>der Hellkennlinie, die spektrale Empfindlichkeit, sowie die <br>resultierenden Impedanzen bei verschiedenen Betriebszuständen der <br>Solarzelle (im Kurzschluß bzw. bei offenen Klemmen) unter Variation der <br>Bestrahlungsstärke, der Zelldicke, der Austauschstromdichte der <br>Gegenelektrode und der Elektrolyt-Konzentration. <br> <br>Eine Anpassung (Fit) der Simulation an den vermessenen Zustand der <br>Solarzelle unter offenen Klemmen (Leerlauf-Spannung und <br>Leerlauf-Impedanz der FSZ) in Kombination mit weiteren Messungen (insb. <br>Hellkennlinie und Kurzschluß-Impedanz der FSZ) ermöglicht eine <br>eindeutige Bestimmung von zumindest der Größenordung sämtlicher zur <br>Modellierung der farbstoffsensibilisierten Solarzelle eingesetzten <br>Zellparameter. Zum Beispiel lassen sich unter anderem die effektive <br>Kapazität der Berandungen, die effektive Diffusionslänge und die <br>mittlere Lebensdauer der Leitungsband-Elektronen bestimmen. Die <br>Impedanzspektroskopie an FSZ kann somit mit Hilfe der hier präsentierten <br>Modellierung als quantitatives Charakterisierungsverfahren für <br>farbstoffsensibilisierte Solarzellen eingesetzt werden.

Author dc:creator

• Stangl, Rolf

Contributors dc:contributor

• Luther, Joachim

• farbstoffsensibilisierte Solarzelle
• elektrische Modellierung
• intensitätsmodulierte Photostrom Photospannungs Spektroskopie
• dye sensitized solar cell
• electrical modelling
• impedance
• current voltage characteristic
• intensity modulated photocurrent spectroscopy

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