Photonik der Solarzellen

Beschreibung

Die konsistente Darstellung des physikalischen Themenbereiches in diesem Buch hilft Studenten und Forschern bei der Entwicklung effizienter Solarzellen. Messtechnische Analysen von einzelnen Schichten bzw. ganzen Solarzellen, zusammen mit der Verwendung innovativer theoretischer Modelle, erlauben weitreichende Einsichten in die vom Herstellungsprozess abhängenden physikalischen Größen. Exemplarisch wird der Einfluss eines Produktionsverfahrens auf die opto-elektronischen Kenngrößen aufgezeigt. Die lückenlosen mathematischen Darstellungen in diesem Buch erlauben es, alle physikalischen Zusammenhänge mit eigenen Tabellenkalkulations- bzw. Simulationsprogrammen nachzuvollziehen.Der InhaltOptische Grundlagen für Grenzflächen und Volumina von FestkörpernUV/Vis/NIR-Spektroskopie an opaken und transparenten Ein- und Zwei-Schichten-SystemenOptische, berührungsfreie Bestimmung zahlreicher materialspezifischer Größen (z.B. Schichtwiderstand)Opto-elektrische Bestimmung typischer Halbleitergrößen (Dotierstoffkonzentrationen, Beweglichkeiten, Stoßzeiten, …)Strom-Spannungs-Messungen an SolarzellenBestimmung von Wirkungsgrad, Quanteneffizienz, ...Die ZielgruppenIngenieure in der Entwicklung, beratende Ingenieure, Wissenschaftler in Industrie und TechnikWissenschaftler an Forschungseinrichtungen, PostDocs, DoktorandenStudierende der Fächer Physik, Elektrotechnik, Wirtschaftsingenieurwesen, regenerative EnergietechnikDer AutorDr. Andreas Stadler forscht an der Technischen Universität München.
Die erste Hälfte des Buches bietet weitestgehend näherungsfrei abgeleitete physikalische Theorien für einzelne Dünnschichten und komplette Solarzellen sowie entsprechende optoelektrische Analyseverfahren. In der zweiten Hälfte des Buches werden exemplarische TCO-, Puffer- und Absorberschichten sowie daraus gefertigte Dünnschicht-Solarzellen für eine Vielzahl unterschiedlicher Produktions- (Raum, Zeit, reales Gasgesetz, Prozessparameter, …) und Messbedingungen (Temperatur, Beleuchtungsstärke, …) systematisch analysiert.   Im Rahmen der theoretischen Betrachtungen einzelner Dünnschichten finden Ein- und Zwei-Schichten Modelle ebenso Anwendung wie das Swanepoel Modell oder entsprechende quantenmechanische Modelle. Neben berührungslosen, optischen Schichtwiderstandsmessungen können hiermit effektive Dotierstoffkonzentrationen, effektive Massen freier Ladungsträger, deren Driftgeschwindigkeiten, Beweglichkeiten, freien Weglängen und Lebensdauern ebenso fehlerfrei bestimmt werden, wie die ihnen zugrunde liegenden Brechungsindizes (Dielektrizitätskonstanten) und Absorptionskoeffizienten (Austrittsarbeiten).   Im Rahmen der Analyse von  I(U)-Kennlinien ganzer Solarzellen werden solide Modelle vorgestellt, mit welchen nicht nur Wirkungsgrade und Füllfaktoren effizent und korrekt bestimmt werden können, sondern u.a. auch die Quanteneffizienz. Darüber hinaus erlauben die lückenlos hergeleiteten Theorien eine korrekte Simulation der Strom-Spannungs Charakteristik, auch in Abhängigkeit der Prozessparameter.
Zeigt wie Wirkungsgrade und Füllfaktoren effizient und korrekt bestimmt werden können Erläutert die berührungslose und optische Schichtwiederstandsmessung Zusammenfassung der Theorien sowohl für einzelne Dünnschichten als auch komplette Solarzellen Includes supplementary material: sn.pub/extras

Autor*in

Andreas Stadler

Themen in »Photonik der Solarzellen«

Absorber Dotierung Dünnschicht Leistungsrechteck Quantenmechanik, Modelle Reflexion Transmission Wirkungsgrad Zinkoxid Zinksulfid optoelektronische Analyse

Stimmen zu »Photonik der Solarzellen«

Details

Link teilen