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Materialwissenschaftliche Grundlagen der Photvoltaik
Dozenten:
Prof. Lucio Colombi Ciacchi, Prof. Lutz Mädler
In dieser Vorlesung werden die physikalischen und materialwissenschaftlichen Mechanismem
zur Erzeugung von Energie durch Photovoltaik-Zellen übermittelt. Nach einer
Einführung in die Grundlagen der Quantenmechanik und der Festkörperphysik
wird das photovoltaische Effekt ausgehend aus der elektronischen Bandstruktur von
Halbleitern erklärt. Der Aufbau und die Funktion verschiedener Typen von PV-Zellen
werden präsentiert. Lösungen zur ingenieurwissenschaftlichen Optimierung
deren Wirkungsgrade werden erläutert.
Inhalt:
1) Licht: Welle oder Teilchen?
2) Grundlagen der Quantenmechanik
3) Das freie Elektronengas
4) Elektronische Bandstruktur von Festkörpern
5) Eigenschaften von Halbleitern
6) Bandübergänge im Kontext der Photovoltaik
7) Wirkungsgrad einer Solarzelle
8) Spektrale Generationsrate
9) Grundlagen der Halbleiter-Technik, Diodengleichung
10) Modell der kristallinen Solarzelle
11) Stromfluss und Energiewandlungsgrad
12) Herstellung von Si-Solarzellen
13) Weitere Typen von Solarzellen
Termine: Freitag 08:15-10:00 Uhr, IW3 0330.
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