Messung des Solarzellenwirkungsgrades

Zusammenfassung: In dieser Diplomarbeit wurde ein Meßgerät entwickelt, das die Bestrahlungsstärke in W/m² einer Lichtquelle bestimmt. Das Meßgerät wurde entwickelt, um Solarzellen und u.a. nachgeschaltete Geräte auf ihren Wirkungsgrad zu untersuchen. Die spektrale Verteilung einer Strahlungsquelle muß bei der Messung berücksichtigt werden. Deswegen werden mit 6 partiell gefilterten Siliziumempfängern Stützstellen im Spektrum bestimmt. Dazwischen wird die spektrale Verteilung der Lichtquelle interpoliert und die eingestrahlte Leistung integriert. Als Filter dienen Interferenzfilter mit einer Halbwertsbreite von ca. 20nm. Die Mittenfrequenzen der Filter liegen bei 400, 460, 500, 560, 600 und 700 nm. Die Filterauswahl ist auf die spektrale Verteilung des Sonnenlichtes angepaßt. Es lassen sich auch andere Lichtquellen mit hinreichender Genauigkeit untersuchen. Die niedrigen Ströme des Siliziumempfängers werden über einen I/U-Wandler in den Auflösungsbereich eines A/D-Wandlers transformiert. Als A/D-Wandler wird ein Mikrocontrollerboard mit dem Prozessor 68HC11 verwendet. Es vefügt über 8 A/D-Wandlerkanäle mit 8 Bit Auflösung, eine serielle Schnittstelle und jeweils 32-KByte Akku-gepufferte RAM- und EPROM-Bausteine. Die Meßsoftware wurde für einen PC programmiert. Die Meßdaten werden über die serielle Schnittstelle aus dem Mikrocontroller in einen PC eingelesen und die Berechnung der Bestrahlungsstärke durchgeführt. Die Voraussetzungen für einen PC-unabhängigen Betrieb wurden geschaffen