Cella solare

Cella solare
Misura della caratteristica elettrica statica
Materiali: 1 fotodiodo, 1 cassetta con resistenze varie, 1 Amperometro, 1 Voltmetro, 1 lampada allo
xeno, fibra ottica.
Metodo: Si costruisce un circuito con fotodiodo, resistenza di carico Rc, e amperometro in serie,
mentre il voltmetro viene inserito ai capi della resistenza di carico (vedi figura).
Il fotodiodo viene illuminato dalla luce della lampada, convogliata mediante una fibra ottica. In
questo modo la superficie del fotodiodo non si scalda. La resistenza di carico Rc viene fatta variare
tra gli estremi 0 (corto circuito) e ∞ (circuito aperto) utilizzando le resistenze a disposizione nella
cassetta. Si misurano la corrente I e la tensione V. La curva teorica per la caratteristica è
  q
 
I  I L  I 0 exp 
(V  IRs )1
 
 nkBT
(1)
dove IL è la fotocorrente, I0 la corrente inversa di saturazione della giunzione p-n, q la carica
elettrica elementare, n il fattore di idealità della cella solare (n=1 per il caso ideale, n≈2.5 valore

tipico), Rs la resistenza
serie del fotodiodo.
Per fittare la Eq.1 sui dati I-V misurati si assume la tensione IRs piccola rispetto alle V misurate. In
tal modo si ottengono i parametri di fit IL, I0, e n. Sulla caratteristica I-V si individua il punto (Im,Vm)
I V
per cui la potenza I·V è massima. Il fill factor   m m si ottiene impiegando la corrente di corto
IscVoc
circuito Isc e la tensione di circuito aperto Voc. Il fattore  quantifica le prestazioni della cella solare
(tipicamente  =80%). Si ripetono misure, fit, ed estrazione del punto (Im,Vm) per diverse intensità
di illuminazione. I punti di massimo lavoro sono allineati su una retta la cui pendenza è 1/Rs .

Fonte: relazione “celle fotovoltaiche” di Federica Rigoni e Gabriele Salvinelli – Università
Cattolica
(./solare/Relazione_fotocelle.pdf)