Messtechnik – Quanteneffizienz in der Photovoltaik

Als Quanteneffizienz in der Photovoltaik bezeichnet man das Verhältnis von Elektronen eines Fotostroms zu der Anzahl der eingestrahlten Photonen, die zum Beispiel auf eine Solarzelle treffen. Da man weder Elektronen noch Photonen zählen möchte, ist es ein gängiges Messprinzip, das zu testende Bauelement mit einem kalibrierten Element zu vergleichen. Die unbekannte Quanteneffizienz QE ergibt sich dann wie folgt:

\(QE = QE_{kal} * \frac{I_{mess}}{I_{kal}}\)

Wobei QEkal die Quanteneffizienz des kalibrierten Bauteils ist und der Quotient das Verhältnis der beiden erzeugten Ströme darstellt. Vorausgesetzt, beide Zellen werden mit der gleichen Lichtintensität bestrahlt. Die Abbildung zeigt einen typischen Aufbau zur Messung der Quanteneffizienz (hier an einer Fotodiode). Auf der linken Seite wird Strahlung einer bestimmten Wellenlänge - somit Energie - erzeugt. Durch den Chopper entstehen Beleuchtungspakete einer bestimmten Frequenz. Auf der Messtechnikseite rechts wird ein M81 mit zwei Strommess-Pods eingesetzt. Das Hauptgerät M81-SSM verknüpft und misst die beiden Ströme (Imess und Ikal), die hier an den beiden Fotodioden entstehen, mit Referenz zur Chopper-Frequenz und Phase.

Im Vergleich zu einem klassischem Messaufbau aus zwei Vorverstärkern und zwei Lock-in-Kanälen spart man nicht nur apparative Hardware, sondern gewinnt noch auch messtechnische Flexibilität. So sind mit dem M81 außerdem DC-Messungen, wie Strom-Spannungskurven (IV) möglich oder auch das Anlegen eines Bias (ggfs. mit zusätzlichen Pods). In der Liste unten finden Sie einen Überblick zu den Spezifikationen der Kombination M81-SSM mit CM.
Quanteneffizienz oder auch Quantenausbeute kann im Prinzip auch an anderen „opto-elektronischen“ Bauteilen gemessen werden, wie etwa Fototransistoren, Fotomultipliern, Fotokathoden, Solarzellen und Bildverstärkern.

M81 CM-10 „current measure “:

  • Frequenz DC: bis 100 kHz
  • Beste Empfindlichkeit: 10 fA
  • Max. Bereich 100 mA
  • Vorspannung +/-10 V

Mehr über Elektrische Messungen

Contact

Stephane Struyve
Stephane Struyve

Register

Newsletter registration

Contact

Quantum Design GmbH

Meerstraat 177
B-1852 Grimbergen
Belgium

Phone+32 230 84324
Mobil:+32 495 797175
E-mail:beneluxqd-europe.com
Stephane StruyveSales Manager
+32 2 3084324
Write e-mail