phy609 - Photovoltaic Physics (Veranstaltungsübersicht)

phy609 - Photovoltaic Physics (Veranstaltungsübersicht)

Institut für Physik 6 KP
Modulteile Semesterveranstaltungen Sommersemester 2022 Prüfungsleistung
Vorlesung
  • Kein Zugang 5.04.4063 - Introduction to Photovoltaics Lehrende anzeigen
    • Dr. Levent Gütay
    • Dr. Devendra Pareek, Ph.D.

    Dienstag: 08:15 - 11:45, wöchentlich (ab 19.04.2022), V+Ü, Ort: W16A 004, W03 2-240, W16A 015/016
    Termine am Dienstag, 19.07.2022 08:15 - 09:45, Dienstag, 27.09.2022 10:00 - 12:00, Ort: W16A 015/016, W16A 004

    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

Übung
Hinweise zum Modul
Teilnahmevoraussetzungen
Solid-state-Pysics, semi-conductor Physics, Module RenewableEnergy Technologies I
Prüfungsleistung Modul
written exam between 90 and 180 minutes or presentation between 20 and 45 minutes or oral exam between 20 and 45 minutes or homework between 15 and 30 pages or internshipreport between 15 and 30 pages
Kompetenzziele
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