Neue Solarzellenbeschichtung - wer kann helfen? [Endet 16.9.]

Die rote Leuchterscheinung des Strontiums ist die Emmission von Lichtquanten aus der Elektronenhülle des Sr. Da werden thermisch Elektronen in energetisch höhere Orbitale gehoben und emmittieren beim Rücksprung in ihr passendes Orbital ein Lichtquant dessen Energie der Differenz der Energieniveaus entspricht.

Intetessant für die Sr-Dotierung in Solarzellen, ist die Absorbtion von Lichtquanten und die Freisetzung eines oder mehrerer Elektronen aus der Hülle des Sr. Wenn Sr im UV Bereich besonders gut absorbiert und sich leicht Elektronen freisetzen lassen, würde es den Quantenwirkungsgrad der Solarzelle im UV Bereich verbessern.

Man müsste die niedrigsten Ionisierungsenergien des Sr kennen und diese in Lichtfrequenz bzw Wellenlänge umrechnen.

Die Rotfärbung, oder überhaupt alle anderen spez. Flammenfärbungen der Elemente
findet dazu noch bei ganz anderen Temperaturen statt.
Eben in einer Flamme eines Bunsenbrenners. In dem Bereich arbeiten die Solarzellen nicht, eher so 1500Grad tiefer.

Da geht es doch um den lichtelektrischen Effekt, da müsste man sich mal die Austrittsarbeit für elektronen ermitteln. In der Röhrentechnik ist da einiges gemacht worden (Kathodenmaterial), vielleicht wird man da fündig.

Wobei die Röhrenhersteller damals eher Strontiumoxid statt elementares Strontium verwendetet, hatte damals (vor hundert Jahren) vielleicht technologischer Gründe.

Bradward B. schrieb:

da müsste man sich mal die Austrittsarbeit für elektronen ermitteln

Genau das meinte ich mit

StefanK schrieb:

Man müsste die niedrigsten Ionisierungsenergien des Sr kennen und diese in Lichtfrequenz bzw Wellenlänge umrechnen

Bradward B. schrieb:

Strontiumoxid statt elementares Strontium verwendetet,

Vermutlich ließ sich SrO (Sr ist zweiwertig) nicht leicht verdampfen im Vergleich zu metallischem Sr. Wundert mich aber trotzdem, denn oxidiertes Sr hat ja die niederenergetischen Elektronen schon abgegeben 🤔

Entscheidend für die Ausgangsfrage ist, wie sich Sr als Dotierung im Si Gitter verhält und ob es bei UV Bestrahlung mehr Elektronen abgibt, als es generell wieder wegfängt.

Habe bei Wikipedia nachgesehen

https://de.wikipedia.org/wiki/Strontium

Die 1. Ionisierungsenergie ist 5.69486740 eV. Das entspricht einer Wellenlänge von 217 nm, also UV.

Wenn man mit Sr Dotierung von Solarzellen im Spektralbeteich kleiner 217 nm zusätzlich Energie gewinnen will, benötigt man zwei Informationen. Zum einen die Erhöhung des Quantenwirkungsgrads der Solarzelle durch die Sr Dotierung. Zum anderen den energetischen Anteil von Licht mit Wellenlängen kleiner 217 nm im Lichtspektrum des auf die Solarzelle treffenden Sonnenlichts. Diese Informationen sind durch Messungen beschaffbar. Es muss auch sichergestellt sein, dass die Glasabdeckung der Solarzellen so kurzwelliges Licht ungehindert durchlässt.

Der elektrische Wirkungsgrad der Solarzelle ergibt sich aus der Faltung des Quantenwirkungsgrads der Zelle mit der Energieverteilung des Sonnenlichtspektrums über den Wellenlängenbereich des Sonnenspektrums.