phy609 Photovoltaic Physics (Course overview) - Campusmanagementsystem Stud.IP

Institute of Physics

6 KP

Module components

Semester courses Sommersemester 2018

Examination

Lecture

5.04.4063 - Introduction to Photovoltaics
- Dr. Levent Gütay
- Wednesday, 08:00 - 12:00, Weekly (from 04.04.18)
Auf Basis thermodynamischer und halbleiter/ festkörperphysikalischer Grundlagen sollen die Studierenden ein fundiertes Verständnis der photovoltaischen Energiewandlung sowie der elementaren Verlustprozesse in photovoltaischen Bauelementen erlangen und dabei ihre bisher erlangten Studienkenntnisse in den o.g. Disziplinen sicher anwenden. Aus diesem Wissen sollen die Studierenden wesentliche Randbedingungen zur Konzeption einer Solarzelle mit hohem Wirkungsgrad ableiten und qualitativ das Betriebsverhalten (Beleuchtungs- und Temperatureffekte) unter realen Bedingungen voraussagen können. Die Teilnehmer sollten darüber hinaus in der Lage sein, Anforderungen an die verwendeten Halbleitermaterialien (z.B. Dotierung, Tiefengradierung bestimmter Materialeigenschaften) und die internen Grenzflächen der Solarzelle physikalisch zu begründen. Neben grundlagenorientierten und materialwissenschaftlichen Kenntnissen zur Photovoltaik erwerben die Studierenden technisch geprägte Inhalte zum Funktionsprinzip und zur Konzeption von Photovoltaikmodulen sowie zur Systemtechnik photovoltaischer Anlagen. Inhalte: Festkörper- / halbleiterphysikalische Grundlagen, das solare Spektrum, Leistungsdichte, Absorption und Emission von Licht in Halbleitern, Generation und Rekombination, Gleichgewicht und Nichtgleichgewicht, Ladungstransport, Quasi-Fermi-Niveaus, Elektrostatik des pn-Übergangs, Majoritäten- und Minoritätenströme im pn-Übergang im Gleichgewicht und unter Beleuchtung, Sammeleffizienz, geometrische Auslegung des pn-Übergangs, Strom-Spannungs-Charakteristik, Halbleiter-Heterokontakte, pin-Strukturen, Strategien zur Optimierung der Solarzelleneffizienz, Technologieüberblick in der Photovoltaik

Exercises

Hinweise zum Modul

Prerequisites	Solid-state-Pysics, semi-conductor Physics, Module Renewable Energy Technologies I
Module examination	1 Exam
Skills to be acquired in this module	describe schematically the events around the pn-junction under bias in the dark and under illumination, calculate the width of the space charge region, use solar cell data sheets in their professional career, discuss the concepts of solar cell materials, design and optimization, choose a PV technology for a given project