Exam text content

 

Tehtävä 5

Käy yksityiskohtaisesti läpi piiaurinkokennon virta-jännite-käyrän muodostuminen. Miltä
kennon sisäinen toiminta näyttää tyhjäkäynti- ja oikosulkutilanteessa? Entä miten oheisen
kuvan pisteet (i) ja (ii) poikkevat sisäisen toiminnan kannalta tyhjäkäynnistä ja
oikosulusta? Pyri siis kennon sisäistä toimintaa kuvailemalla perustelemaan, miksi
aurinkokennon virta-jännite-käyrä on alla olevan kuvan muotoinen. (6 p)

=

 

(a)

 

tai havte oltu! f
o N
3 13%
SMG-4450 AURINKOSÄHKÖ

tentti 3.12.2012 ; + 2, AkiKorpela

OMAN OHJELMOITAVAN LASKIMEN KÄYTTÖ SALLITTU J

Tehtävä 1: auringon säteilemä energia

Vastaa lyhyesti seuraaviin kysymyksiin:

(a) — Mitä sähkömagneettisen säteilyn aallonpituuksia auringonsäteily likimain
sisältää? Millä eri tavoin ihminen aistii eri aallonpituudet? (2 p)

(b) — Mikä on se mekanismi, joka aiheuttaa auringonsäteilyn vaimenemisen ilma-

kehässä? (2 p)

(c) Mitä säteilyintensiteetin muutos tarkoittaa Pinta-alayksikölle tulevien fotonien
kannalta? (2 p)

Tehtävä 2 :

Kirjoita mahdollisimman selväjärkinen essee — väriaineaurinkokennon toiminta-
periaatteesta. Pohdi esseen lopuksi, miksi lämpötilan muutos vaikuttaa piikennoon
enemmän kuin väriainekennoon. (6 p)

Tehtävä 3: oikein (O) vai väärin (V)?

Oikea vastaus tuottaa yhden pluspisteen, väärä vastaus yhden miinuspisteen. Vastaamatta

jättäminen tuottaa nolla pistettä. Tehtävän minimipistemäärä on kuitenkin nolla, eli tentin

kokonaispisteiden kannalta tämä tehtävä ei voi mennä miinukselle.

(a) Auringonsäteilyn intensiteetti on maan etäisyydellä auringosta (aurinkovakio)
noin 2000 W/m.

(b) Ilmamassa on säteilyn ilmakehässä kulkeman matkan ja ilmakehän paksuuden
osamäärä.

(c) Aukko on vähemmistövarauksenkuljettaja n-tyypin puolijohteessa.

(d) — Johtavuusvyöllä mallinnetaan atomien välisiin sidoksiin osallistuvien elektronien
energiaa.

(e) Epäsuoran — energia-aukon puolijohteissa | elektronin liikemäärä vaikuttaa
merkittävästi energia-aukon suuruuteen.

($) Hyvin toimivan aurinkosähkövoimalan huipunkäyttöaika on Etelä-Suomen
olosuhteissa noin 1600 tuntia.

Tehtävä 4 i

Selitä lyhyesti seuraavat käsitteet (1 p/kohta):

(a) suoran energia-aukon puolijohde (b) Fermi-energia
(c) aurinkokennon täytekerroin (dD — tyhjennysalue
(e) ilmamassa () fononi

KÄÄNNÄ!