PN-Übergang und Diode

Welcher Wert kommt der theoretischen Obergrenze des Wirkungsgrads einer Einfachübergangs-Solarzelle (Shockley-Queisser-Grenze) am nächsten?

  1. AEtwa 100 %
  2. BEtwa 80 %
  3. CEtwa 33 %
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Antwort: C. Etwa 33 %

Bei einer Solarzelle mit einem einzigen PN-Übergang kann Licht mit einer Energie unterhalb der Bandlücke nicht absorbiert werden, und der Energieüberschuss von Licht höherer Energie geht als Wärme verloren. Selbst bei der optimalen Bandlücke (etwa 1,34 eV) liegt die theoretische Wirkungsgradgrenze daher bei etwa 33 % (Shockley-Queisser-Grenze). Für Silizium (1,12 eV) gelten etwa 29 bis 30 % als praktische Grenze, und Serienzellen erreichen etwa 25 %. Um die Grenze zu überschreiten, werden Mehrfachübergangszellen eingesetzt, bei denen Zellen mit unterschiedlichen Bandlücken gestapelt sind.

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