The origin of errors in the current-voltage characteristic of solar cells introduced during transient measurements

Diese Masterarbeit behandelt die experimentell beobachteten Unterschiede in der Strom-Spannungs Kennlinie einer Solarzelle bei transienter Messung und bei einer Messung im stationären Zustand. Das Ziel dieser Masterarbeit ist die möglichst schnelle Bestimmung der Kennlinie einer Solarzelle, unter Berücksichtigung der Kenngrößen: Kurzschlussstrom, maximaler Leistungspunkt und Leerlaufspannung. Der theoretische Teil der Arbeit gibt einen kurzen Überblick über die Funktionsweise einer Solarzelle, das entsprechende Ersatzschaltbild und die zugehörige Strom-Spannungs Kennlinie. Ebenso gehe ich auf das erwartete Verhalten einer Solarzelle bei sich schnell ändernden Betriebsbedingungen ein. Im experimentellen Teil stelle ich den Versuchsaufbau und das verwendete Messequipment vor. Anschließend wird eine stationäre mit einer quasi stationären Messung verglichen, gefolgt von einer transienten Messung. Als weiterer Schritt folgt eine Interpretation der transienten Messung, mit Bezug auf die Unterschiede zwischen transienter und stationärer Messung. Zum Schluss erfolgt eine Messung der internen Kapazität der Solarzelle und die Kennlinienkorrektur der transienten Messung.This master thesis deals with the experimentally observed difference between transient and steady state current-voltage characteristics of solar cells. The aim of this master thesis is an as fast as possible measurement of the current voltage characteristic, with respect to the short circuit current, the maximum power point and the open circuit voltage. The theoretic part of this document gives a short overview of the operating mode of a solar cell, the equivalent circuit and the typical current-voltage characteristic. Additionally, the expected behaviour of a solar cell during fast change operating conditions is described. The experimental part of this thesis contains the experimental set-up and the measuring instruments that were used. Afterwards, a comparison of steady state and quasi-steady-state current-voltage measurement, followed by transient measurements, is given. This will be followed by an interpretation of these measurements in which a relationship to the previously described steady state and transient data is established. Finally the internal capacitance of a solar cell is measured and a fault recovery of the current-voltage characteristic of the transient measurement is done