Piiaurinkokennon oikosulkuvirran lämpötilariippuvuus

Abstract

Aurinkokennoja käytetään monenlaisissa ilmanaloissa, aina jäätikköalueiden pakkasista tropiikin kuumuuteen. Kun vaihtelevan lämpötilan vaikutukset tunnetaan, voidaan valmistaa entistä tehokkaampia aurinkokennoja. Monet materiaalin fysikaaliset ominaisuudet kuten varausten liike sekä kyky absorboida valoa muuttuvat. Tässä diplomityössä tutkittiin lämpötilavaikutuksia virtaan. Tutkittiin oikosulkuvirtaa, joka syntyy valon osuessa aurinkokennon pinnalle, ja tutkimus rajattiin tavallisiin piiaurinkokennoihin. Kasvavalla lämpötilalla on pienehkö, oikosulkuvirtaa kasvattava vaikutus. Oikosulkuvirtaa simuloitiin työtä varten laaditulla tietokoneohjelmalla, jonka avulla pystyttiin tarkkailemaan eri materiaaliparametrien merkitystä virran muutokseen. Valon lähteenä käytettiin mustan kappaleen säteilyä, joka vastaa hyvin auringon säteilyn spektriä. Valitun säteilymallin sopivuutta arvioitiin myös lyhyesti. Havaittiin, että suurin merkitys virran muutokselle oli sillä, että puu absorptiokyky muuttuu lämpötilan vaikutuksesta. Kun lämpötila kasvaa, puolijohteen kielletty energiaväli pienenee, jolloin se pystyy absorboimaan myös pienempienergisiä fotoneita. Muiden tutkittujen tekijöiden merkitys oli verrattain vähäinen