Formelsammlung: Fotoelement und Solarzelle
1. Photostrom (I_ph)
\[ I_{ph} = q \cdot G \cdot A \cdot \eta \]
- \( I_{ph} \): Photostrom
- \( q \): Elementarladung (1,602 x 10^-19 C)
- \( G \): Bestrahlungsstärke (Photonenflussdichte)
- \( A \): Fläche des Fotoelements
- \( \eta \): Quanteneffizienz
2. Leerlaufspannung (U_oc)
\[ U_{oc} = \frac{k \cdot T}{q} \cdot \ln \left( \frac{I_{ph}}{I_0} + 1 \right) \]
- \( U_{oc} \): Leerlaufspannung
- \( k \): Boltzmann-Konstante (1,381 x 10^-23 J/K)
- \( T \): Temperatur in Kelvin
- \( q \): Elementarladung
- \( I_{ph} \): Photostrom
- \( I_0 \): Dunkelstrom
3. Kurzschlussstrom (I_sc)
\[ I_{sc} \approx I_{ph} \]
- \( I_{sc} \): Kurzschlussstrom
- \( I_{ph} \): Photostrom
4. Füllfaktor (FF)
\[ FF = \frac{P_{max}}{U_{oc} \cdot I_{sc}} \]
- \( FF \): Füllfaktor
- \( P_{max} \): Maximale Leistung
- \( U_{oc} \): Leerlaufspannung
- \( I_{sc} \): Kurzschlussstrom
5. Wirkungsgrad (η)
\[ \eta = \frac{P_{max}}{P_{ein}} \]
- \( \eta \): Wirkungsgrad
- \( P_{max} \): Maximale Leistung
- \( P_{ein} \): Eingangsleistung (Bestrahlungsleistung)
6. Maximale Leistung (P_max)
\[ P_{max} = U_{mpp} \cdot I_{mpp} \]
- \( P_{max} \): Maximale Leistung
- \( U_{mpp} \): Spannung am Maximum Power Point
- \( I_{mpp} \): Strom am Maximum Power Point
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