31.12.2006
Zur Messung hoher Bestrahlungsstärken muss die Linearität der verwendeten Sensoren sicher gestellt sein. Dazu wurde das im Bereich der Photovoltaik von der PTB eingeführte und bewährte hochgenaue DSR-Verfahren (Differential Spectral Responsivity, [1]), auf die Erfordernisse der UV-Dosimetrie übertragen. Mit diesem Verfahren kann die Linearität von Solarzellen bezüglich ihrer Bestrahlungsstärke-Kurzschlussstromcharakteristik überprüft werden.
Für die Untersuchungen wurde der jeweils als Sensor eingesetzte UV-Empfänger sowohl von einer als Bias-Strahlungsquelle dienenden UV-Quelle als auch zusätzlich von einer modulierten monochromatischen Messstrahlung bestrahlt. Die Bias-Strahlungsquelle stellt hierbei den Arbeitspunkt des zu untersuchenden Empfängers ein. Sie muss spektral derart angepasst sein, dass genügend Strahlungsleistung in den spektralen Bereichen zur Verfügung steht, die für Nichtlinearitäten ursächlich sind. Durch Variation der Bestrahlungsstärke (z. B. durch Änderung der Entfernung zwischen UV-Strahlungsquelle und UV-Empfänger, der Betriebsstromstärke oder der Anzahl der UV-Quellen), kann die Linearität bei der eingestellten monochromatischen Wellenlänge überprüft werden. Durch die Wahl unterschiedlicher Bias/UV-Strahler kann zwischen Ursache (UV-Bestrahlung) und Wirkung (Nichtlinearität in bestimmten Wellenlängenbereichen) genau unterschieden werden.
Die Messungen wurden mit verschiedenen UV-Strahlungsquellen sowie zum Vergleich mit einer IR-Strahlungsquelle durchgeführt. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit des Verfahrens konnte dabei selbst bei Empfängern, die in weiten Bereichen als linear gelten, ein unterschiedliches Verhalten der Nichtlinearität im UV und IR nachgewiesen werden.
Literatur:
[1] S. Winter, T. Wittchen, J. Metzdorf: Primary Reference Cell Calibration at the PTB Based on an Improved DSR Facility, “Proc. 16th European Photovoltaic Solar Energy Conf.”, (Glasgow 2000) James & James (Science Publ., London), 4 p., ISBN 1 902916 19 0