Werden Solarzellen, deren Energie man nciht abnimmt eigentlich heißer oder reflektiv?

[Ceos]

Da ist es dann auch egal, ob die 20% gar nicht in Strom, sondern direkt in Wärme umgewandelt werden, oder in Strom umgewandelt werden, der dann intern in der Zelle fließt und dabei qua Widerstand in Wärme umgewandelt wird.

Darum gings auch garnicht beim Thema, es ging um das Prinzip der Energieerhaltung. Wohin verschwindet denn die ungenutzte Energie?
Dank White-Fox wissen wir ja jetzt dass die Zelle die ungenutze Energie nach dem LED Prinzip im IR Bereich abstrahlt (und nicht thermisch verheizt, nur um das nochmal abzugrenzen, thermisch Absorbierte Energie wird wie ein Schwarzstrahler abgegeben)

[HaWe]

Darum gings auch garnicht beim Thema, es ging um das Prinzip der Energieerhaltung. Wohin verschwindet denn die ungenutzte Energie?
Dank White-Fox wissen wir ja jetzt dass die Zelle die ungenutze Energie nach dem LED Prinzip im IR Bereich abstrahlt (und nicht thermisch verheizt, nur um das nochmal abzugrenzen, thermisch Absorbierte Energie wird wie ein Schwarzstrahler abgegeben)

wieso jetzt schon wieder "ungenutzte Energie"?
Wenn nur eine Spannung aufgebaut wird, entsteht keine Energie -
Energie entsteht erst dann, wenn auch Ströme fließen (Produkt aus Spannung, Strom und Zeit)!
wenn also die Zellen abgeklemmt sind, ohne Verbraucher, fließen keine Ströme, also entsteht auch keine Energie!

[Ceos]

Siehe das Ersatzschaltbild von White_Fox, die Solarzelle (genauer gesagt die Elektronen an der Sperrschicht des PN Übergang) absorbieren PERMANENT das Licht und bauen durch ihre Verlagerung ein Potential auf (Spannung falls du nicht verstehst was ich meine).
Überschreitet diese Spannung die Schwelle der Vorwärtsspannung der "Diode" (was die Zelle im Prinzip nun mal ist) wird diese leitend und die Elektronen die dieses Potentialgefälle dann überwinden emmitieren Photonen, allerdings in einer wesentlich längeren Wellenlänge die im IR Bereich liegt.

Bei klassischer Fluoreszens absobiere Elektronen Photonen einer bestimmen Wellenlänge (oder eines begrenzten Bereichs von Wellenlängen) und werden auf eine höhere Energiebahn gehoben (Stoß durch das Photon über die PN Schicht) und fallen dann wieder herab (Rückwärts über die PN Schicht bei erreichen der Vorwärtsspannung) und emmitieren beim Überwinden des Potentials wiederum Photonen mit längerere Wellenlänge (weniger Energie)

Bei der Solarzelle hat man fast das gleiche Prinzip, weswegen ich gewitzelt hatte dass es sich um Halbleiter-Fluoreszens (Frequenzwandler) handelt

Bei deiner thermischen Absorbtion ist es im Grundprinzip ähnlich aber der Mechanismus wird hier vom Atom ausgeführt und die Wellenlänge ist ERHEBLICH länger und thermisch.

EDIT:

By the way, du Held ... DAS WAR DIE KERNFRAGE! Wenn ich keinen Verbaucher anschließe, WAS passiert dann? Reflektiert die Zelle MEHR LICHT wenn sie es nicht absobieren würde? Absorbiert sie trotzdem die 20% und wandelt sie dann um? wenn ja, wie? und White_Fox hat das trefflich erklärt, aber du hast nur wieder die letzten 2 Kommentare gelesen

Du hast dich mit deiner Aussage eben selbst disqualifiziert.

[HaWe]

Wenn du meinst. dein Ersatzschaltbild sei ein physikalisches Modell, dann rechne doch mal nach dem Ersatzschaltbild aus, wie hoch deine angebliche Energie sein soll, im abgeklemmten Zustand (die, die angeblich "ungenutzt" ist), du Held!
Eine Berechnungsgrundlage für eine angebliche Energie im abgeklemmten Zustand finde ich bei White_Fox ebenfalls nicht!

Energie = Leistung * Zeit = Spannung * Stromstärke * Zeit

Also rechne mal bitte vor!

[Klebwax]

Siehe das Ersatzschaltbild von White_Fox, die Solarzelle (genauer gesagt die Elektronen an der Sperrschicht des PN Übergang) absorbieren PERMANENT das Licht und bauen durch ihre Verlagerung ein Potential auf (Spannung falls du nicht verstehst was ich meine).
Überschreitet diese Spannung die Schwelle der Vorwärtsspannung der "Diode" (was die Zelle im Prinzip nun mal ist) wird diese leitend und die Elektronen die dieses Potentialgefälle dann überwinden emmitieren Photonen, allerdings in einer wesentlich längeren Wellenlänge die im IR Bereich liegt.

Nur zur Hälfte richtig. Eine Solarzelle ist eine Diode, keine LED. Und die wird warm, wenn Strom durch sie fließt, wie jede Diode. Wenn die warm wird strahlt sie IR ab, wie jeder warme Körper. Nicht mehr und nicht weniger.

Und umgekehrt: In jeder Diode gibt es den Photoeffekt. Bei Dioden im Glasgehäuse (oder bei einem Modell des Pi) kann man das leicht sehen. Ist die Diode dafür optimiert und im klaren Gehäuse, kann man sie als Photodiode verkaufen. Hat sie auch noch eine große Fläche, kann man sie als Solarzelle verkaufen. Physikalisch ist das alles das Gleiche.

@HaWe

Natürlich fließt ein Strom, wie man im Ersatschaltbild gut sehen kann (wenn man denn Schaltbilder versteht). Die Stromquelle, der Photoeffekt, erzeugt ihn und durch die Diode fließt er zurück. Im Ersatzschaltbild sind ja die Strompfeile eingezeichnet. Außen misst man die Schwellspannung der Diode. Der Strom der Stromquelle ist der Kurzschlußstrom, den man auch messen kann. Die Leistung ist also Schwellspannung * Kurzschlußstrom. Die Schwellspannung ist stark temperaturabhängig. Es gibt also keine feste Zahl sondern eine Kurve. Die kann man überall im Netz finden. Da sie aber eine Siliziumdiode ist, kann man von Werten im Bereich 0,6-0,7V ausgehen.

MfG Klebwax

[HaWe]

ich bestreite nicht, dass es einen internen Strom geben kann (wann wie hoch?), FALLS eine Schwellspannung auftreten sollte, aber ich erkenne keine "ungenutzte Energie", deren Existenz hier behauptet wird.
Wenn kein Strom (Elektronen) von der Kathode zur Anode zurückfließen kann, weil die PV-Zelle abgeklemmt ist, können ja eintreffende Photonen nicht ENDLOS immer mehr neue Elektronen aus ihren Orbitalen herauslösen (Elektronen-> n-Schicht, Löcher -> p-Schicht ).

[Klebwax]

ich bestreite nicht, dass es einen internen Strom gibt, FALLS eine Schwellspannung auftreten sollte,

Hast du selber gemessen: Die Leerlaufspannung, die irgendwann auch bei stärkerer Bestrahlung nicht mehr steig. Die geteilt durch die Anzahl der Zellen im Modul ...

Wenn kein Strom (Elektronen) von der Kathode zur Anode zurückfließen kann,

Auch wenn ich mich wiederhole, er kann. Die ganze Zelle ist eine Diode (ich war versucht, hier eine 48pt Schrift zu nehmen, damit du das endlich lesen kannst) und in Durchlassrichtung kann und wird ein Strom fließen. Blätter noch mal zurück zum Ersatzschaltbild und schau dir die Strompfeile an.

Nimm eine Diode, schalte sie in Durchlassrichtung ans Labornetzteil und regle den Strom von 0 hoch (das nennt man dann Stromquelle). Erst steigt langsam die Spannung, bei ca. 0,6V steigt sie nicht weiter obwohl der Strom weiter steigt, dann wird sie warm und am Ende brennt sie durch. It's not rocket science.

MfG Klebwax

[Ceos]

@Klebwax https://www.youtube.com/watch?v=6WGKz2sUa0w darauf bezog ich mich als ich gesagt habe wie eine LED und im IR Bereich

[HaLa]

Ich habe jetzt mal den Elektriker gefragt, welcher unsere PV-Anlage hausintern angeschlossen hat (der Anschluss ans Netz fehlt noch, da der EVU-Elektriker keinen Termin frei hat)
d.h. die Anlage ist intern komplett verkabelt, also alle Elemente auf die Wechselrichter, aber kein Anschluss ans Netz oder andere Verbraucher, auch keine hausinternen.Vorab, er wunderte sich über meine Frage, ob denn da irgendetwas passieren könne, seine Antwort: kein Anschluss an Verbraucher => kein Strom => keine Leistung, die Zellen erwärmen sich halt einfach durch die eingestrahlte Leistung, das tun sie aber auch, wenn Leistung entnommen wird, er hat da noch keinen Unterschied bemerkt, auch gäbe es keine irgendwelchen Vorschriften für nicht angeschlossen Elemente, lediglich der Berührschutz ist erforderlich, wegwn der Leerlaufspannung, also nichts mit intern Verglühen oder ähnliches.
Gruß
Hans

[HaWe]

PS
wenn Elektronen durch einen (Innen-)Widerstand fließen, erzeugen sie Reibungswärme und geben keine monochromatischen IR-Quanten ab (sondern statistisch verteilte IR-Quanten von verschiedenen Wellenlängen = Wärmestrahlung). Folglich springen hier auch keine Elektronen definierte Energieniveaus hinunter, wie es bei Fluoreszenz passiert.
Ich denke, dass ist auch das, was du, Klebwax, meintest.